לקראת גמר היורו הערב - לא משנה איזו מדינה אתם אוהדים, כולכם יכולים להעריך בעיטות מדהימות, שמבלבלות את השוערים הכי מוכשרים שיש, כמו הבעיטה של מיקל דאמסגור בחצי הגמר בין אנגליה לדנמרק [1]. המפתח הכי מוכר ואהוב בארגז הכלים של שחקנים מוכשרים הוא היכולת לבצע בעיטה מסובבת ("בעיטת בננה" - curved kick) בצורה מדויקת להפליא, וכך לפעמים לבלבל את השוער לגבי כיוון ההתקדמות של הכדור. אז איך שחקני כדורגל מייצרים בעיטה מסובבת? איך הכדור יודע שהוא אמור לפנות? מה הקשר לספינות ולטורבינות רוח? ומי השחקן שבועט בעיטה מסובבת הכי טוב? כמו תמיד, אנחנו ב"מדע גדול, בקטנה" לא שוכחים למצוא ולהסביר לכם את המדע בכל מקום.

אני לא בטוח אם בעיטה מסובבת נקראת כך כיוון שהכדור מסתובב תוך כדי שהוא עף, או כיוון שהוא אינו עף ישר, אלא במסלול מעוקל קלות. אני כן יודע שבאנגלית אומרים curved kick, משמע כיוון ההתקדמות של הכדור אינו ישר. אבל זה לא ממש משנה למה קוראים לבעיטה מסובבת כך. מדוע? כי כל מי שפעם הצליח לייצר בעיטה מסובבת, או ראה הרבה בעיטות כאלה, יודע שבשביל ליצור אותה צריך, תוך כדי שבועטים את הכדור, לגרום לו להסתובב על צירו, ואם מצליחים לעשות זאת, הכדור כבר לא יעוף ישר, אלא במסלול סיבובי. כלומר, בעיטה מסובבת, גם מסובבת את הכדור סביב צירו וגם מסובבת אותו במעופו. 

אחד הכדורגלנים הידועים ביותר בתחום הבעיטות המסובבות הוא כמובן רוברטו קרלוס האגדי (אם אתם לא מסכימים איתי, זה הזמן לשים בתגובות את הסרטון של השחקן האהוב שלכם בועט בעיטה מסובבת). עכשיו בואו ננתח כיצד הוא עושה זאת.

נדמיין את הכדור תוך כדי מעופו, וננסה להבין מה קורה לו, למה בבעיטה מסובבת הוא אינו עף ישר. אם נסתכל מלמעלה על כדור שנבעט (ראו ציור באתר), נראה שבבעיטה רגילה, כשהכדור עף באוויר קדימה, הוא מרגיש רוח באותה המהירות בצד ימין ובצד שמאל (בצבע כחול בציור). כלומר, הוא ירגיש אותה מהירות רוח בערך מכל צדדיו (למעט בעיות של ניתוקי זרימה, [2]) והכדור ימשיך ישר בענייניו. כעת נדמיין כדור שנבעט בבעיטה מסובבת: הרוח שהכדור מרגיש עדיין שווה בצד שמאל או ימין של הכדור, אך ממש על פני הכדור, לא כך הדבר. 

אם נסתכל על הציור נראה שהכדור מסתובב ימינה, כלומר בעטנו בו בצדו השמאלי ונתנו לו מהירות סיבובית עם כיוון השעון. בשל הסיבוב, פני הכדור מסתובבים במהירות קווית כלשהי (מהירות קווית היא מהירות הסיבוב כפול הרדיוס - [3]), המסומנת בצבע ירוק. נראה שבצד שמאל, פני הכדור מתקדמים קדימה, נגד מהירות הרוח, בעוד בצד ימין, פני הכדור מתקדמים אחורה, עם כיוון הרוח. אם כך, הכדור בצד ימין מרגיש את מהירות הרוח בנוסף למהירות הקווית של הסיבוב שלו, בעוד בצד שמאל, הכדור מרגיש את מהירות הרוח פחות המהירות הקווית שלו (מסומנים בצבע מעורבב של כחול וירוק). לפיכך צד אחד של הכדור מרגיש מהירות יחסית גבוהה והצד השני מרגיש מהירות יחסית נמוכה. אז איך זה משפיע? 

זוכרים את חוק ברנולי? [4] כתוצאה מהחוק נקבל, שעבור גזים כמו אוויר, כאשר המהירות גדלה - הלחץ קָטֵן. כיוון שבמקרה שלנו הכדור מרגיש, ממש על פניו, צד אחד במהירות גבוהה, וצד שני במהירות נמוכה, נקבל שצד אחד מרגיש לחץ גבוה יותר מהצד שני. במקרה שלנו, צד שמאל יחווה לחץ גדול יותר מצד ימין, כי הרי בצד של המהירות הגבוהה הלחץ נמוך יותר מאשר בצד של המהירות הנמוכה. וכמו בעילוי של כנף (ראו פוסט עילוי [5]), לחץ גבוה יותר בצד אחד דוחף את הכדור לכיוון הלחץ הנמוך. במקרה שלנו, הכדור מרגיש כוח דחף לכיוון ימין (ראו את הכדור התחתון בציור). אם כך קיבלנו שאם מסובבים את הכדור עם כיוון השעון על ידי בעיטה בצד השמאלי של הכדור, הכדור ירצה לפנות ימינה. וככל שנסובב אותו חזק יותר על צירו, כך הכוח הדוחף יגדל, והוא ירצה לפנות יותר במעופו.

לתופעה זאת, של גוף קשיח שמסתובב על צירו ונע בזורם כלשהו (אוויר, מים או משהו אחר), וכתוצאה מכך חש כוח דחף הצִדה, קוראים "אפקט מגנוס" (סרטון ממש מגניב של ורטסיום על הנושא [6]). בעזרת אפקט זה ניסו מהנדסים לגרום לספינות לשוט ביעילות גבוהה יותר, כאשר שמו עליהן גלגלים ענקיים שמסתובבים (מדחף פלטנר [7]), ואף ניסו להחליף את להבי הטורבינה בגלילים מסתובבים [8]. 

אם כן, בעזרת אפקט פיזיקלי מגניב, מצליחים כדורגלנים לבעוט כדור מסתובב ישר לחיבורים. ועכשיו תורכם לשים בתגובות את הסרטונים המגניבים ביותר של בעיטות מסובבות, שהשאירו אתכם פעורי פה או עם דמעות של אושר בעיניים.

לקריאה נוספת:

[1] תקציר משחק חצי הגמר בין אנגליה לדנמרק

[2] פוסט על האווירודינמיקה של כדורי גולף

[3] מהירות זוויתית וקווית

[4] סרטון הסבר על עיקרון ברנולי

[5] פוסט על עילוי של כנפי מטוסים

[6] סרטון מגניב של ורטסיום על אפקט מגנוס

[7] סרטון של VICE על אוניות שמשתמשות באפקט מגנוס באמצעות גלילי ענק

[8] טורבינות עם גלילים מסתובבים במקום להבים