Come influisce la pressione dell’aria sul rimbalzo di una pallina da calcio?

Un rimbalzo prevedibile rende il calcio più piacevole a livello amatoriale. Ed è una necessità di un gioco professionale ad alto livello, dove un atleta dotato come la stella brasiliana Marta deve lavorare con una palla che rimbalzerà correttamente in risposta ad un tocco di piede. La pressione dell’aria è una delle variabili che colpisce il rimbalzo del pallone da calcio, come chiunque abbia mai giocato una palla sportiva abbia intuito.

Le leggi del FIFA del gioco contengono un passaggio nella legge 2, The Ball, che richiede che la palla sia sferica e gonfiata ad una pressione pari a 0,6-1,1 atmosfere, equivalente a 8,5-15,6 psi al livello del mare. Il fisico teorico inglese e il calciatore John Wesson scrivono in “La scienza del calcio” che questa regola significa effettivamente chiamare una differenza di pressione tra l’interno e l’esterno della palla. L’esterno della palla è 1,0 atmosfera, spiega, e l’interno della palla è questa cifra più il requisito FIFA, cioè 1,6 a 2,1 atmosfera. Egli sottolinea che qualsiasi cosa meno di 1,0 atmosfera avrebbe fatto cadere la palla e una pressione di 1,1 atmosfera avrebbe portato a un disco floppy, appena sfregato.

Il rimbalzo della pallina da calcio “sembra così naturale che la necessità di una spiegazione potrebbe non sembrare apparente”, scrive Wesson. Per descrivere l’ovvio, osserva che quando una palla solida rimbalza, come una palla da golf, l’elasticità del materiale della palla permette di rimbalzare. Una palla vuota con un involucro, come una pallina da calcio, ha quasi nessuna elasticità, perciò una sfera deflata caduta è piatta a terra. La deflizione di una pallina da calcio dal massimo consigliato può effettivamente essere utile durante la pratica, ad esempio, se si vuole lavorare a giocolare la palla e voler rimbalzare meno dal piede di pratica, osserva Alan Hargreaves in “Competenze e strategie per il calcio di allenamento. ”

Una pallina da calcio pressurizzata ottiene la sua elasticità e il rimbalzo dalle molecole d’aria intrappolate nel suo involucro ad un volume maggiore rispetto all’atmosfera esterna. Le molecole si muovono in direzioni casuali ad alta velocità, collidendo l’una con l’altra e l’interno del corpo della sfera per creare una pressione e una superficie rigida. La pressione dell’aria è uno dei tre fattori che influenzano la durata del rimbalzo, mentre le altre sono le dimensioni e il peso. Poiché la FIFA standardizza le dimensioni e il peso della palla da gioco a 27-28 pollici e 14 a 16 oz., La pressione fornisce la variabile più probabile che influenza un rimbalzo.

Prima che la palla contatta il terreno, la pressione dell’aria è uniforme per tutta la palla, scrive Wesson. Ma quando la palla rimbalza per terra, deforme e aumenta la pressione dell’aria intorno all’area deformata e rapidamente in tutto l’interno della palla. La pressione uniforme durante il rimbalzo aumenta perché il contatto del fondo della palla con il suolo riduce il volume della palla. Una palla che raggiunge il suolo a 20 km / h si sposta di circa 1 pollice e la pressione sale di circa il 5 per cento, osserva.

normativa

Elasticità

Pressione

Contatto a terra