הבעיטה שמתעקלת באוויר
מידע · כיתה ז׳ · 7 שאלות
השחקן מניח את הכדור על הדשא, לוקח כמה צעדים לאחור ומביט בחומה של שחקני ההגנה, שעומדת בינו לבין השער. נראה שאין שום דרך לעבור. הוא בועט, והכדור יוצא הצידה, הרחק מהשער. ואז, באמצע הדרך, הוא מתחיל להתעקל, עוקף את החומה ונכנס לפינה. השוער אפילו לא זז. איך כדור יכול לשנות כיוון באוויר?
הסוד הוא הסיבוב. שחקן מיומן אינו בועט במרכז הכדור, אלא בצד שלו. כך הכדור לא רק עף קדימה, אלא גם מסתובב סביב עצמו במהירות. כדור מסתובב משפיע על האוויר שסביבו: פני השטח שלו גוררים איתם שכבה דקה של אוויר. בצד אחד של הכדור, תנועת פני השטח מתאימה לכיוון האוויר שחולף על פניו, ובצד השני היא מתנגשת בו. האוויר שעובר ליד הכדור נדחף בסופו של דבר לצד אחד, והכדור, בתגובה, נדחף לצד השני. התוצאה היא כוח שדוחף את הכדור הצידה, לכיוון שאליו מסתובב החלק הקדמי שלו. אפשר לראות את זה גם בבית: כדור פינג־פונג קל שנזרק עם סיבוב סוטה מהמסלול בצורה ברורה.
לתופעה הזאת קוראים "אפקט מגנוס", על שם הפיזיקאי הגרמני היינריך מגנוס, שחקר אותה במאה התשע־עשרה בעזרת ניסויים בגלילים מסתובבים. אבל כבר לפניו שם לב אייזק ניוטון שכדורי טניס שנחבטים בזווית מתעקלים באוויר. כלומר, שחקנים ניצלו את התופעה הרבה לפני שמדענים הצליחו להסביר אותה.
אפקט מגנוס מופיע כמעט בכל ענף שיש בו כדור. בטניס ובטניס שולחן, חבטה שמסובבת את הכדור קדימה גורמת לו לצלול מהר כלפי מטה אחרי שעבר את הרשת, וכך אפשר לחבוט חזק בלי שהכדור יעוף מחוץ למגרש. חבטה עם סיבוב לאחור עושה את ההפך: הכדור צונח לאט יותר ומחליק נמוך. בבייסבול, המגיש יכול לגרום לכדור לסטות לצד או לצנוח רגע לפני שהוא מגיע לחובט, וכך להטעות אותו.
כדי לבעוט כך, השחקן פוגע בכדור בחלק הפנימי או החיצוני של כף הרגל, ומעביר את הרגל לרוחב הכדור ברגע הבעיטה. הוא צריך להתאים את עוצמת הבעיטה ואת כמות הסיבוב למרחק מהשער: סיבוב קטן מדי לא יעקוף את החומה, וסיבוב גדול מדי יחטיא את השער. גם הכדור עצמו משפיע. התפרים והמרקם של פני הכדור משנים את האופן שבו האוויר זורם סביבו, ולכן כשמחליפים את עיצוב הכדור לקראת טורניר גדול, שחקנים ושוערים מתלוננים לפעמים שהכדור "מתנהג אחרת" באוויר. מדענים אף בודקים כדורים חדשים במנהרות רוח.
אחת הבעיטות המפורסמות בתולדות הכדורגל היא בעיטת הכדור החופשי של השחקן הברזילאי רוברטו קרלוס מול נבחרת צרפת, בשנת 1997. הכדור יצא רחוק מימין לחומה, ונראה בבירור שהוא עומד להחטיא, ואז התעקל בחדות ונכנס לרשת. הבעיטה הזאת עניינה כל כך, שגם פיזיקאים כתבו עליה מאמרים וניסו להסביר בדיוק מה קרה בה. עד היום מראים אותה בשיעורים על כדורגל ועל פיזיקה כאחד.
ומה קורה כשבועטים בכדור כמעט בלי סיבוב? אז מתרחשת תופעה הפוכה ומבלבלת: הכדור אינו מתעקל בקשת יפה, אלא מתנדנד ומשנה כיוון באופן בלתי צפוי, כי זרימת האוויר סביבו משתנה כל הזמן. שוערים מתקשים מאוד מול בעיטות כאלה, כי גם הבועט עצמו אינו יודע בדיוק לאן הכדור יזוז.
בפעם הבאה שתראו בעיטה מתעקלת, זכרו: מה שנראה כמו קסם הוא בעצם פיזיקה. והשחקנים? רובם אינם חושבים על כוחות ועל זרימת אוויר, אבל אלפי שעות של אימון לימדו את הרגליים שלהם את מה שהמדענים כתבו בספרים. ובפעם הבאה שתבעטו בכדור בחצר, נסו לפגוע בו בצד, ולראות לאן הוא הולך.