Thử nghiệm vật lí cho thấy quả bóng World Cup mới thật sự không ổn pdf

Thử nghiệm vật lí cho thấy
quả bóng WorldCup mới
thật sự không ổn
Mỗibốn năm một lần, một quả bóng đá mới lại được thiết kế và sử dụng
riêng trong các trận đấu WorldCup.Và cứ mỗi bốn năm, các cầu thủ lại chỉ trích
quả bóng mới.
“Hơi buồn là WorldCuplại cóquả bóng có chất lượng tệ như vậy”, Iker
Casillasthuộc đội Tây Ban Nha, mộttrong những đội đỉnh cao của thế giới, phát
biểuvới các nhà báo Tây Ban Nha sau khibị xây xát trong một trậnđấu.Các cầu
thủ khác thìnói làquả bóng bay lạ quá và không thể đoán trước được.
Nhưng mùa giải này, các vận động viên đã có khoa học hậu thuẫn họ.
Các nhà nghiên cứu ở Nhật Bản là những người đầu tiên độc lập kiểm tra các
đặc điểmbaycủa quả bóng trên trong các đườnghầm gió, để tìm bằng chứngrằng
quả bóng mới thật sự bay thấtthườnghơn quả bóng "Teamgeist"2006.Số liệu của
họ cho thấy nókhôngluôn luôn manglại “chuyển độngbayhết sức ổn định” như
hãng Adidas khẳng định.
Quả bóng “Jabulani” mới – do hãngAdidasgiới thiệu hồi tháng 12 năm ngoái
ở Nam Phivà được sử dụng đềuđặnkể từ khi khaimạc mùa giải chínhliênđoàn
2010 hồitháng 3 - không phải là một quả bóng trắngđen truyền thốngcó 36 hình
ngũ giác phẳng và các mảnh hìnhbát giáckhâu lại với nhau.
Jabulani cấu tạogồm tám miếnghình cầu kết lại với nhau màkhông có
đườngkhâu. Đã kiểm tra trên môhình máy tính, các đường hầm gió, và trên sân
vận động bởi các nhân viênAdidas tại mộtcơ sở ở Đức, và bởi các nhà nghiên cứu
tại Đạihọc Loughborough,Vươngquốc Anh, quả bóngtrên, theo Adidas, “tròn một
cách hoàn hảo” với sai số trong vòng chưa tớimột phần trăm của mộtinch.
Cầu thủ ngườiAnh FrankLampard, người được Adidas đỡ đầu, mô tả nó là
“một quả bóngrất khỏe,tha hồ đá”.
Nhưng một số kĩ sư thể thao khác đã từngnhìn vàoquả bóng thì có xu
hướngđồng ý với cácthủ môn. Bề mặt của nó, họ nói, có vẻ nhẵn một cách đáng
ngờ - bất chấp các đườngrãnhcác nhàthiếtkế đã đưa vào vây xungquanh quả
bóng.

“Có vẻ như các đặc điểm khí động học của Jabulani gần gần vớimột quả cầu
nhẵn”, phát biểu của TakeshiAsai, một kĩ sư thể thao, người đã kiểmtra quả bóng
mớitại Đại họcTsukubaở NhậtBản.
Nghe thì như phản trực giác, nhưngnhững quả bóng ráp nhám hơncó xu
hướngổn định hơn khibay trongkhôngkhí.
“Nếu bạn có mộtquả bóng golf không cólỗ, bạn không thể nào đánh nó đi xa
100 yardđược”, phát biểu của John Eric Goff thuộc Đại học Virginiaở
Charlottesville. “Nếu quả bóng rỗ khôngcó cácvết khâu,bạn đừng hòngchiến
thắngtrongtrận đấu”.
Đó là vì sự gồ ghề trên bề mặt tạo racác xoáy cuộn xungquanh một quả cầu
chuyển động ở tốc độ cao – cácxoáy không khí bám lấy nó và làmổn định nó. Khi
một quả cầuchậm xuống tới mộttốc độ tới hạn, thì dòngkhôngkhítrở nên phẳng
lặnghay “chảy thành lớp” vì các đường dòngtrở nên song song. Sự chuyểntừ
chuyển động xoáy sang chế độ chảy thànhlớp này, với sự gồ ghề có tác dụngkháng
lại, làm cho quả cầu thayđổi tốcđộ; đó là cơnác mộng của các thủ môn và giúpcác
chân sút đưa bóngvào trong khungthành.
Hàngthập kỉ nghiêncứu chứng tỏ rằngnhững biến thiên nhỏ nhất trên bề
mặtcó thể có một hệ quả lớn. Năm2008,Goff nhận thấy các mặt sắc hơn trên một
quả bóng đá truyền thống giúp lái dòng không khísangchế độ xoáy ở những tốc độ
thấp.Ngay cả bề rộngcủa các rãnh trên bề mặt quả bóng cũng đã đượcchứng tỏ là
làm thay đổi dòng không khí.
Thiết kế của quả bóngtrênthật sự có thể giúp nó bayđi xahơn ở nhữngtốc
độ cao, theo cáckiểmtra đường hầm gió thựchiện bởi Kazuya Seo thuộc Đại học
Yamagata ở Nhật Bản, người cónghiên cứu đượcsự ủng hộ của nhà sảnxuất thiết
bị thể thao MoltenUSA. Khi đá đi ở tốc độ 45-70 dặm/giờ - tốc độ tiêu biểuthực
hiện bởicác cầu thủ chuyên nghiệp – quả bóngtrên cảmnhận ít sự kéo theo các
quả bóng trước và thật sự bay xa hơn vàiba mét.
Những các kiểmtra của ôngcũng cho thấy khi quả bóng trên chậm đi, thì
hành vicủa nó trở nên giốngvới một quả cầunhẵn hơn so với cácquả bóng World
Cup trước đây. Ở ngay dưới mức45 dặm/giờ, dòng chuyểnđộng xoáy trở thành

chuyển động thànhlớp vàquả bóng đột ngột cảmnhận lực kéo theo nặng nề tác
dụngphanh nólại.
“Các hậu vệ muốn đón lấyquả bóng sẽ phải chờ lâu hơn”,Seo nói. “Cầu thủ
nào đã quenvới quả Geist [2006]cóthể bị mất kinhnghiệm địnhthời gian của
mình”.
Asai tìm thấy mộtvấn đề tiềmtàng khác nữa vớiJabulani trong các đường
hầm gió: chuyểnđộng quaytròn của nó.
Các quả bóng đang quay tròn chịu một lực hướng sangbênnhư đã được
nhậnra cách đây 300 năm bởi IsaacNewton, người phát biểu rằng một bên của
quả bóng tennisdường như “đập vàokhông khí lân cậnmạnh hơnsovới phía bên
kia”. Đây đượcgọi là hiệu ứng Magnus, và nó xảy ra vì một quả cầu đang quaytròn
tạo ra một áp suất ở một phía lớnhơn ở phía bên kia.
Theo phép đo của Asai, lực hướng sangmộtbên này trên quả bóng Jabulani
thănggiáng nhiều hơn lực tác dụng lên quả bóng WorldCup 2006,nêncó thể làm
cho nó bị lệch vào những quỹ đạo không thể đoán nổi và giúp giải thíchcác phản
ứng từ phíacác thủ môn.
Xét hết những tác động kháccóliên quantrong WorldCup– từ các sân bóng
ở độ cao lớn cho đến các hiệu quả làm việc không đồngbộ của các cầu thủ - không
rõ những khác biệt này ở quả bóng có đủ để ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng hay
không.
Cuối cùng, theo Tim Chartier,một nhà toán họctại trườngDavidson College
ở gần Charlotte,việc trình làngquả bóng mới hơi giốngnhư Microsoftkiểm tra
một phiên bảnmới của Windows trên thị trường sauhàng tháng sửa chữa trong
phòngthí nghiệm.
“Các cầu thủ World Cup sẽ đá quả bóng ấyliên tục vàliên tục”, Cartiernói.
“Họ sẽ tìm thấy những con rệp vô hìnhấy”.