Co było nie tak z karnym „Lewego”? Naukowczynie z PG wyjaśniają

Niewykorzystany rzut karny Roberta Lewandowskiego we wtorkowym meczu z Meksykiem na Mistrzostwach Świata 2022 jeszcze długo będzie spędzać sen z oczu nie tylko polskim kibicom, ale zapewne również samemu strzelcowi. Fizyczki z Politechniki Gdańskiej, prof. Beata Bochentyn i prof. Aleksandra Mielewczyk-Gryń, spróbowały naukowo ocenić, co poszło nie tak podczas strzału, a także jak warunki panujące w Katarze mogą wpływać na takie aspekty, jak tarcie piłki o murawę, czy celność strzałów.

Przed sobotnim meczem z Arabią Saudyjską kibice i dziennikarze zachodzą w głowę, czy reprezentacja Polski mogła uzyskać lepszy wynik w pierwszym meczu – z Meksykiem. Po niespodziewanym zwycięstwie Arabii z Argentyną sytuacja w „polskiej” grupie jest bowiem mocno skomplikowana, a Saudyjczycy już w najbliższym meczu, z Polską, mogą zapewnić sobie sensacyjny awans do fazy pucharowej turnieju.

Niestety, taki scenariusz nie jest niemożliwy, ponieważ o zwycięstwie bądź porażce podczas mistrzostw w Katarze, gdzie warunki atmosferyczne dalekie są od tych, do których przyzwyczajona jest większość piłkarzy uczestniczących w turnieju, mogą zdecydować najmniejsze szczegóły. A Saudyjczycy, w przeciwieństwie do nas, są z takimi warunkami oswojeni.

„Piłka na chłodnym stadionie wyhamowuje w locie”

Z czym będą się mierzyć polscy piłkarze w sobotnim meczu, który w dodatku jako jedyny z trzech w fazie grupowej rozegrają na klimatyzowanym stadionie?

– Po pierwsze, zmiany temperatur wpływają na zmianę gęstości powietrza. Im niższa temperatura, tym większa gęstość – tłumaczy prof. Beata Bochentyn z Wydziału Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej Politechniki Gdańskiej, która od wielu lat wraz z prof. Aleksandrą Mielewczyk-Gryń (z tego samego wydziału) bada zjawiska fizyczne zachodzące w rozgrywkach sportowych. – Sama zmiana temperatury z 25 na 15 st. C zwiększa gęstość powietrza o ponad 3 proc. To z kolei przekłada się na zwiększenie siły oporu aerodynamicznego działającego na piłkę.

Jaki z tego wniosek? – Piłka będzie bardziej „wyhamowywana” w locie i poleci nieco krócej oraz na niższej wysokości na chłodnym stadionie, czyli takim, na którym Polacy zagrają w sobotę. Te zmiany podczas podań i strzałów, zwłaszcza z większej odległości, mogą wynieść nawet kilkanaście do kilkudziesięciu centymetrów, co może oznaczać np. albo trafienie w „okienko”, albo w trybuny – tłumaczy prof. Bochentyn.

Podczas strzelania podkręconych piłek może zachodzić tzw. efekt Magnusa, który objawia się lotem piłki po torze w kształcie rogala.

– Przypomnijmy sobie fenomenalny strzał Roberto Carlosa w meczu Brazylia-Francja w 1997r. Udało mu się go oddać dzięki temu, że zakrzywienie toru lotu zależy od ciśnienia powietrza w otoczeniu piłki oraz od prędkości ruchu futbolówki – tłumaczy prof. Mielewczyk-Gryń. – Tak samo strzelona piłka na „ciepłym” stadionie skręci zatem mniej, niż na stadionie klimatyzowanym. Zmiany te są co prawda na poziomie kilku procent, ale w skrajnych sytuacjach mogą „zrobić różnicę”.

Fakt ten nie pozostaje bez znaczenia w kontekście sobotniego meczu Polski z Arabią Saudyjską. Piłkarze rozegrają go właśnie na „chłodnym”, klimatyzowanym obiekcie. W odróżnieniu od spotkania z Meksykiem piłka może więc nabierać niespodziewanej rotacji, tym samym zaskakiwać obrońców i przede wszystkim bramkarzy.

Strzał Roberto Carlosa: https://bit.ly/3Vgm2yC

Kiedy murawa robi się „tępa”?

Oprócz temperatury, znaczenie ma także wilgotność, która również wpływa na gęstość powietrza.

– Wilgotne powietrze ma mniejszą gęstość niż powietrze suche – mówi prof. Bochentyn. – W Katarze wilgotność jest bardzo wysoka, nawet rzędu 50-60 proc., co może przekładać się na większą wilgotność murawy, a w konsekwencji mniejsze tarcie piłki i butów o podłoże. Z drugiej jednak strony wiemy, że murawa jest raczej zraszana przed meczem, więc sama wilgotność powietrza może nie mieć dużego znaczenia. Wręcz przeciwnie, wysoka temperatura otoczenia może spowodować szybkie odparowanie wody i efekt dokładnie odwrotny – trawa szybko zrobi się sucha, a więc wzrośnie siła tarcia o murawę. Potocznie mówiąc, w takich okolicznościach podłoże zrobi się „tępe”.

Jak to było z tym karnym „Lewego”

Fizyczki z Politechniki Gdańskiej z uwagą przeanalizowały również feralny strzał Roberta Lewandowskiego z rzutu karnego w meczu z Meksykiem. 

– „Lewy” zmodyfikował sposób poruszania i nie zmienił, jak zwykle, tempa przy nabiegu. Wcześniej niemal zawsze wyraźne zwalniał bezpośrednio przed kopnięciem piłki, a tym razem podbiegł do niej z dość jednostajną prędkością – mówi prof. Aleksandra Mielewczyk-Gryń. – Jego ruch przed kopnięciem był dlatego dużo mniej sprężysty, a stopa przemieściła się po bardziej płaskim torze.

– Skoro każdym zderzeniem, w tym przypadku stopy o piłkę, rządzą zasady zachowania pędu i energii, to prędkość stopy przed kopnięciem piłki i kąt, pod jakim but uderza w piłkę, przekładają się bezpośrednio na to, pod jakim kątem i z jaką prędkością piłka poleci do bramki – mówi prof. Bochentyn. – Tym razem na pewno poleciała zbyt płasko i zbyt wolno. Nasz kapitan chciał zapewne zmylić przeciwnika i zmienił technikę strzału, ale czasami lepiej nie modyfikować czegoś, co do tej pory świetnie działało – dodaje.