อธิบายเกี่ยวกับฟุตบอล

John Dzielski นักวิจัยจาก Stevens กล่าวว่า "เมื่อกองหลังส่งบอลเป็นก้นหอยได้ดี วิถีของลูกบอลจะคล้ายกับกระสุนปืนใหญ่หรือกระสุนมาก และกองทัพได้ทุ่มเททรัพยากรมหาศาลในการศึกษาวิธีที่กระสุนปืนเหล่านั้นบิน" ศาสตราจารย์และวิศวกรเครื่องกลซึ่งมีผลงานรายงานอยู่ในOpen Journal of Engineering ของสมาคมวิศวกรเครื่องกลแห่งอเมริกา "การใช้สมการ ballistics ที่เข้าใจกันดี ทำให้เราสามารถจำลองการบินของลูกฟุตบอลได้แม่นยำกว่าที่เคยเป็นมา" ในความเป็นจริง Dzielski กล่าวว่า แม้ว่าสมการขีปนาวุธเองจะไม่ซับซ้อนมากนัก แต่การเคลื่อนที่ที่พวกเขาทำนายก็สามารถเกิดขึ้นได้ สมการประกอบด้วยคำศัพท์มากมายที่แสดงถึงวิธีที่อากาศอาจส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของเปลือกหอย ความท้าทายแรกอยู่ที่การพิจารณาตัวแปรแต่ละตัวเพื่อพิจารณาว่าตัวแปรใดมีความสำคัญเมื่อใช้ในบริบทใหม่หรือบริบทที่แตกต่างกัน Dzielski และผู้ร่วมเขียน Mark Blackburn นักวิทยาศาสตร์การวิจัยอาวุโสของ Stevens ได้ใช้วิธีการอย่างละเอียดถี่ถ้วนก่อน โดยสร้างแบบจำลองทุกอย่างตั้งแต่ความถนัดมือของกองหลังไปจนถึงผลกระทบของลมที่พัดผ่าน ไปจนถึงผลกระทบของการหมุนของโลก จากนั้นสมการที่ได้มาซึ่งแยกเอาปัจจัยต่างๆ นั่นไม่ได้มีอิทธิพลต่อเส้นทางการบินของฟุตบอลมากนัก ตัวอย่างเช่น ระหว่างการส่งบอลระยะ 60 หลา การหมุนของโลกจะเปลี่ยนจุดสิ้นสุดของการส่งบอลเพียงสี่นิ้ว “ปรากฎว่าการหมุนของโลกไม่ได้มีผลมากนักต่อการจ่ายบอล แต่อย่างน้อยตอนนี้เราก็รู้แน่นอนแล้ว” Dzielski กล่าว การสร้างแบบจำลองการบินของ ฟุตบอล ทำให้เข้าใจถึงสิ่งที่แยกการจ่ายบอลที่ดีออกจากการจ่ายบอลที่ไม่ดี Dzielski และเพื่อนร่วมงานไม่เพียงแต่แสดงให้เห็นว่า Spiral pass สามารถโยกเยกได้ในอัตราที่ช้าหรือเร็ว (หรือทั้งสองอย่างรวมกัน) แต่ยังเป็นคนแรกที่คำนวณว่าความถี่เหล่านั้นเป็นอย่างไรสำหรับฟุตบอล หากลูกฟุตบอลโคลงเคลงช้าแสดงว่าโยนได้ดี ถ้ามันโคลงเคลงอย่างรวดเร็ว กองหลังจะบิดข้อมือของเขา (เช่น หมุนไขควง) หรือผลักไปด้านข้างขณะที่ปล่อยลูกบอล ข้อมืออาจจะบิดเพราะโดนกองหลัง “กองหลังและโค้ชรู้เรื่องนี้โดยสัญชาตญาณอยู่แล้ว แต่เราสามารถอธิบายฟิสิกส์ในการทำงานได้” Dzielski กล่าว การค้นพบที่น่าประหลาดใจอีกประการหนึ่งคือเอฟเฟกต์แมกนัส ซึ่งทำให้ลูกเบสบอลที่หมุนอยู่เลื่อนหรือหักเลี้ยวเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของความกดอากาศ มีผลน้อยมากต่อลูกฟุตบอลที่หมุนอยู่ Dzielski อธิบายว่าลูกฟุตบอลหมุนผิดแกนเพื่อกระตุ้น Magnus effect ดังนั้นการเบี่ยงเบนใดๆ ในเส้นทางการบินจะต้องมาจากแหล่งอื่น เช่น การยกที่สร้างขึ้นเป็นมุมที่ลูกบอลพุ่งผ่านอากาศ Dzielski อธิบาย “หลายคนเชื่อว่าลูกฟุตบอลหักเลี้ยวไปทางซ้ายหรือขวาเพราะผลของแมกนัส แต่นั่นไม่ใช่เลย ผลของแรงแมกนัสมีผลมากกว่าการหมุนของโลกประมาณสองเท่า” เขากล่าว นอกจากนี้ Dzielski และ Blackburn ยังแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าการหักเลี้ยวนี้มีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับสาเหตุที่ลูกบอลจบลงด้วยการจ่อหัวลงเมื่อสิ้นสุดการจ่ายบอลเมื่อมันถูกขว้างโดยเชิดจมูกขึ้น แม้ว่างานของ Dzielski และ Blackburn จะเป็นแบบจำลองเส้นทางการบินของฟุตบอลที่แม่นยำที่สุดจนถึงปัจจุบัน Dzielski เตือนว่ายังจำเป็นต้องทำงานมากกว่านี้ เนื่องจากลูกฟุตบอลหมุนและกลิ้งไปมาขณะเคลื่อนที่ จึงแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะใช้การศึกษาในอุโมงค์ลมเพื่อบันทึกแอโรไดนามิกของฟุตบอลที่เคลื่อนไหวได้อย่างแม่นยำ "นั่นหมายความว่าเรายังไม่มีข้อมูลที่ดีที่จะป้อนเข้าสู่โมเดลของเรา ดังนั้นการสร้างการจำลองที่แม่นยำจึงเป็นไปไม่ได้" เขากล่าว ในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า Dzielski หวังว่าจะหาเงินทุนสำหรับเครื่องมือที่สามารถจับข้อมูลอากาศพลศาสตร์จากลูกฟุตบอลที่บินอย่างอิสระในสภาพแวดล้อมจริง ไม่ใช่แค่ในอุโมงค์ลมเท่านั้น "นั่นเป็นวิธีเดียวที่เราจะได้ข้อมูลประเภทที่เราต้องการ" เขากล่าว "จนกว่าจะถึงเวลานั้น วิธีการสร้างแบบจำลองเส้นทางของฟุตบอลที่แม่นยำและเที่ยงตรงจริงๆ จะยังคงอยู่ไกลเกินเอื้อม"