كيف تفسرفيزيائيا تمكن بعض اللاعبين من إنحراف كرة القدم بصورة قوسية ؟ الجواب في التقرير

« الفيزياء في كل شيء « 

من منا لا يتذكر وخاصة متابعي كرة القدم الهدف الرائع للاعب الدولي البرازيلي الشهير روبيرتو كارلوس في مرمى فرنسا اثناء الدورة الرباعية التي اقيمت صيف 1998 ، عن طريق ضربة حرة حيث سدد اللاعب الكرة التي كانت تبعد 30 متر عن المرمى بشكل قوي لتلتف و تتجاوز حائط الدفاع بشكل دائري لتدخل الشباك في الأخير وسط ذهول الحارس الفرنسي و الجماهير والمشاهدين ضنا منهم ان الكرة ذاهبة الى خارج الملعب ….

لكن السؤال الذي يطرح نفسه كيف حدث ذلك ؟ وهل يوجد علم يفسر تلك الظاهرة ؟……نعم انه الفيزياء وقاوانينه …التي تحكم أصغر الأشياء ..الذرة …الى اكبرها ..الكون…..

سنتحدث هذه المرة عن مفعول فيزيائي يسمى مفعول  » ماغنوس  » ( Magnus effect). وهو بالضبط المفعول الذي سمح حدوث تلك الظاهرة …وهو المفعول الذي ساعد العديد من اللاعبين ذوي الخبرة على تسجيل أهداف رائعة …سواء أكانت في كرة القدم أوكرة السلة او كرة التنس ….
ولرؤية تأثير مفعول ماغنوس بشكل واضح يمكنك مشاهدة الفيديو الموجود أسفله والمسجل مؤخرا والذي يبين سقوط كرة التنس من سد يسمى  » غوردون  » الذي يبلغ إرتفاعه حوالي 126 متر حيث قام أربعة شبان أستراليون بالتوجه إلى هذا السد لتحقيق رقم قياسي عالمي جديد لأعلى ارتفاع تم منه رمي كرة السلة وإصابة الهدف.

 

وفي هذا الفيديو ستشاهد الفرق بين رمي الكرة دون إعطائها في البداية حركة دورانية ( سقوط حر ) ورمي الكرة مع إعطاءها مسبقا حركة دورانية ….ستشاهد ان الكرة بدون حركة دوارنية تسقط سقوطا رأسيا مع تأثير طفيف للهواء على الكرة [بسبب دافعة أرخميدس وقوة الإحتكاك : هذه القوى مهملة امام قوة الجاذبية ] لتسقط بجوارالسد ….لكن في المقابل عندما نمنح للكرة حركة دوارنية بصورة خلفية في البداية ستسقط الكرة ولكنها ستتحرك بصورة افقية على طول نزولها للاسفل لتسقط بمكان بعيد بعشرات الأمتار عن السد …إنه تأثير ماغنوس   

كيف يحدث هذا المفعول ؟
دعونا لنشرح أكثر …
اثناء حركة الكرة بصورة خلفية ، فإن الكرة ستتعرض لحركة الهواء المعاكسة نتيجة إندفاعها نحو الأسفل بسبب الجاذبية وسيتعرض الهواء الموجود فوق وجه الكرة الأمامي لإحتكاك أقل بسطح الكرة (  لكون منحى  إتجاه الهواء المعاكس وYتجاه دوران الكرة لهما نفس المنحى ) بينما الهواء الموجود فوق الجهة المقابلة اي فوق الجهة المقابلة للسد سيتعرض لإحتكاك اكبر (لأن في هذه الجهة منحى دوران الكرة ومنحى إتجاه حركة الهواء متعاكسان ) مما سيسبب في إختلاف الضغط الهوائي في الجهتين للكرة وبالتالي إختلاف القوى في جهتي الكرة وهذا ما نسميه مبدا برنولي

لاحظ في الوثيقة أسفله إتجاه دوران الكرة حول نفسها مع إتجاه حركة الهواء المعاكسة ..وكذا منحى القوة المترتبة عن ذلك  الممثلة ب F  ….لكن إنتبه…؟؟  في الوثيقة  الوجه الأمامي  للكرة في الفيديو هو الوجه الموجود في الأسفل  والوجود الخلفي للكرة في الفيديو هو الوجه الموجود في الأعلى 

 

 

مبدأ برنولي يقول :
« زيادة سرعة المائع( غاز أو سائل)تؤدي إلى تناقص ضغطه . »
إختلاف سرعة الهواء على جانبي الكرة بسبب إختلاف الإحتكاك بين الهواء المعاكس مع وجهي الكرة يؤدي الى إختلاف الضغط الهوائي على جانبي الكرة حيث يكون الضغط الهوائي الخلفي أكبر من الضغط الهوائي الهوائي الأمامي وبالتالي المحصلة النهائية قوة دافعة من الخلف الى الأمام لتتحرك الكرة بصورة افقية على طول نزولها للاسفل لتسقط بمكان بعيد بعشرات الأمتار عن السد….كما يبين الفيديو

نعم الفيزياء في كل شيء..

إعداد : ذ. رشيد جنكل

مصدر الصور