फ़ुटबॉल भौतिकी

भौतिकी विज्ञान की वह शाखा है जो भौतिक संसार और उसके गुणों से संबंधित है (आश्चर्य!) यह गणितीय शब्दों में पदार्थ के व्यवहार को समझाने का प्रयास करता है जैसा कि हम इसे देखते हैं।

यह समझने के लिए कि फ़ुटबॉल गेंदें क्यों वक्र होती हैं, वे कितनी ऊँची उछलती हैं, गेंद में दबाव कैसे उछाल को प्रभावित करता है और यहाँ तक कि किस प्रकार के जूते पहनने हैं, हमें न्यूटन के गति के नियम, द्रव प्रवाह के बारे में बर्नौली की खोज, मैक्सवेल के समीकरणों जैसी चीजों का उपयोग करने की आवश्यकता है। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक्स, आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण और सापेक्ष गति के सिद्धांत, और कई अन्य जटिल-लेकिन-शांत सामान।

मैं गेंद को हार्ड किक क्यों नहीं कर सकता?

हो सकता है कि आप छोटी, तीक्ष्ण प्रहार के बजाय गेंद पर लंबी, धीमी गति से प्रहार कर रहे हों। ऐसा इसलिए है क्योंकि एक बड़ा विंडअप आवश्यक रूप से पर्याप्त गतिज ऊर्जा प्रदान नहीं करता है (द्रव्यमान x वेग वर्ग 2 से विभाजित)। यह बताता है कि क्यों छोटे, स्टॉकी खिलाड़ी गेंद पर शक्ति उत्पन्न कर सकते हैं-एक छोटी, तेज स्ट्राइक गतिज ऊर्जा को एक वर्ग बनाम अकेले वजन की रैखिक वृद्धि के रूप में योगदान देती है।

साथ ही आपका सिर स्ट्राइक पर आ रहा होगा - यदि आप ऊपर देखते हैं जैसे गेंद आपके पैर को छोड़ती है, तो आप कम द्रव्यमान और वेग प्रदान करते हैं, कम गतिज ऊर्जा का त्याग करते हैं।

एक घुमावदार सॉकर बॉल पर अभिनय करने वाले बल

यह एक फ़ुटबॉल का एक विहंगम दृश्य है जो हवा के प्रवाह के लंबवत धुरी के चारों ओर घूमता है। हवा गेंद के केंद्र के सापेक्ष तेजी से यात्रा करती है जहां गेंद की परिधि उसी दिशा में आगे बढ़ रही है जैसे वायु प्रवाह (बाएं)। यह बर्नौली के सिद्धांत के अनुसार दबाव को कम करता है। गेंद के दूसरी तरफ दबाव बढ़ता है, जहां हवा गेंद के केंद्र (दाएं) के सापेक्ष धीमी गति से यात्रा करती है। इसलिए बलों में असंतुलन होता है, और गेंद उसी अर्थ में विक्षेपित होती है जैसे कि स्पिन - नीचे दाएं से ऊपर बाईं ओर। 19वीं शताब्दी के जर्मन भौतिक विज्ञानी गुस्ताव मैग्नस के बाद इस लिफ्ट बल को "मैग्नस बल" के रूप में भी जाना जाता है।

यह मानते हुए कि गेंद का वेग 25-30 ms-1 (लगभग 70 मील प्रति घंटे) है और यह कि स्पिन लगभग 8-10 चक्कर प्रति सेकंड है, तो लिफ्ट बल लगभग 3.5 N हो जाता है। विनियमों में कहा गया है कि एक पेशेवर फ़ुटबॉल का द्रव्यमान 410-450 ग्राम होना चाहिए, जिसका अर्थ है कि यह लगभग 8 एमएस-2 से तेज होता है। और चूंकि गेंद अपने 30 मीटर प्रक्षेपवक्र पर 1 सेकंड के लिए उड़ान में होगी, इसलिए लिफ्ट बल गेंद को अपने सामान्य सीधी रेखा के पाठ्यक्रम से 4 मीटर तक विचलित कर सकता है। किसी भी गोलकीपर को परेशान करने के लिए काफी!

चाँद पर फ़ुटबॉल खेलना

अपोलो 17 लूनर लैंडिंग मिशन के दौरान, अंतरिक्ष यात्रियों ने 200 पाउंड की चांद की चट्टान के साथ चंद्रमा की सतह पर फुटबॉल का खेल खेलने के लिए समय निकाला।

कैसे?

चंद्रमा पर किसी वस्तु का "भार" पृथ्वी पर 1/6 है। (इसका द्रव्यमान, निश्चित रूप से वही रहता है)

गेंद उसी तरह उछलती है!

मान लीजिए कि एक सॉकर बॉल को आराम से 10 फीट की ऊंचाई पर गिराया जाता है। और मान लीजिए, प्रत्येक लगातार उछाल पर, गेंद पिछली प्राप्त ऊंचाई से आधी हो जाती है। गेंद को अंत में आराम करने में कितना समय लगेगा?

हैरानी की बात है कि ज्यादातर लोग तुरंत और गलत तरीके से अनुमान लगाते हैं कि इसमें शामिल समय अनंत होगा। लेकिन, प्रत्येक उछाल का समय जल्दी कम हो जाता है, और सरल अभिव्यक्ति d=½ × g × t² का उपयोग करके दूरी (d) के दौरान आराम से समय (t) गुरुत्वाकर्षण के तहत (g=32 फीट/सेकंड/सेकंड) के लिए यात्रा की जाती है, एक अनंत श्रृंखला a . की ओर ले जाती हैसीमितगेंद को आराम करने के लिए 4.61 सेकंड का समय।