La scienza spiega il calcio

Il calcio non è una scienza esatta ma la fisica può aiutare a capire cosa accade durante una partita. Certo che sentire parlare dello sport più popolare d’Italia in termini di teoria degli urti, moto turbolento e coefficiente di restituzione fa effetto, soprattutto dal momento che i protagonisti non sono certo consapevoli delle implicazioni fisiche di quanto vanno facendo mentre disputano un incontro. Nicola Ludwig, fisico e ricercatore all’Università Statale di Milano, si è invece ritagliato un ruolo da esperto in materia di fisica applicata al calcio, e lo ha cementato tramite un paio di fortunati programmi sportivi da cui ha tratto il piacevole e interessante libro La scienza nel pallone (Zanichelli). Ludwig, coadiuvato dal giornalista sportivo Paolo Colombo, ha tenuto una conferenza al Festival della Scienza di Genova in cui ha raccontato cosa si cela in termini di massa, velocità, aerodinamica e teoria dei fluidi dietro le prodezze dei calciatori. Andiamo con ordine iniziando dal pallone. 

Il cuoio. Innanzitutto la palla non è una sfera ma una figura geometrica scoperta da Archimede,l’icosaedro (un solido costruito a partire da poligoni regolari, in questo caso un esagono); o almeno lo è dal 1970 quando nei Campionati del Mondo giocati in Messico fece la sua comparsa il Telstar. Da allora c’è stata molta innovazione sull’attrezzo nella convinzione che l’ideale sarebbe stata una sfera perfetta. Si è così giunti all’alba del Mondiale del Sudafrica nel 2010 a un oggetto – il Jabulani – che era quanto più sferico possibile. Funzionava però pessimamente: le traiettorie erano imprevedibili, i calciatori (soprattutto i portieri) si lamentarono molto e si decise così di rendere il pallone un po’ più imperfetto dal punto di vista geometrico – ma migliore da quello balistico – inserendo delle micro-zigrinature che ne aumentassero la stabilità. Se ci si pensa un attimo viene subito alla mente che la pallina da tennis, pelosa, e quella da golf,  ammaccata, non sono sferiche: peli e ammaccature aiutano la palla a creare il moto turbolento necessario alla prevedibilità della traiettoria. Nel calcio però si pensato che riuscendo a rendere il pallone perfettamente sferico si sarebbe migliorato il gioco. Ma non fu così e l’evoluzione successiva allo Jabulani – l’Adidas Finale 11 – accentuò le zigrinature ritornando a forme che ricordano di più l’icosaedro”. Insomma la palla è un corpo tozzo, privo di particolari doti aerodinamiche che per volare si incastra nell’aria più che penetrarla. 

Il portiere. Il numero uno deve avere soprattutto una qualità: i riflessi. Se il tempo di reazione umano medio è tra i 50 e i 70 millisecondi, il portiere reagisce in 30. Inoltre compie gesti umanamente assurdi come lanciarsi a massima potenza verso un palo di ferro.

Il che è insensato poco meno di una rovesciata, in cui il giocatore fa quanto di più innaturale ci sia: si butta di schiena, indifferente a millenni di evoluzione che ci hanno insegnato a cadere mettendo le mani davanti. Altra caratteristica fondamentale è l’abitudine dell’occhio, e cioè la capacità di prevedere la traiettoria di un tiro o di un cross, che si acquisisce con l’esperienza. Altra legge fisica, supportata dalla statistica, è quella che spiega perché – non solo a termini di regolamento – è meglio se durante la rincorsa del calcio di rigore il portiere resta fermo a centroporta: perché para più del doppio di tiri rispetto a quando anticipa il tuffo (33 per cento contro 15 per cento). La sua reattività eccezionale gli consente nel tempo in cui la palla va dal dischetto in porta (circa mezzo secondo) di capire la direzione in 30 centesimi di secondo, e di volare attraversando uno dei due lati nei restanti 20. Inoltre grazie alla comprensione del linguaggio del corpo può avere alcune indicazioni su dove sta per calciare l’avversario, soprattutto basandosi sull’ampiezza della falcata precedente il tiro: se è lunga il giocatore incrocia il tiro, se è breve lo apre. L’attaccante come arma dinnanzi a un portiere esperto ha la finta, con cui maschera fino alla fine le proprie intenzioni, oppure quel 28 per cento di superficie che il portiere non è in grado di raggiungere con un balzo (gli angoli in alto e in basso). 

Colpi di testa. Per comprendere cosa accade durante un colpo di testa serve invece la Teoria degli Urti. La testa è dieci volte più densa della palla, quindi è come se quest’ultima rimbalzasse contro un muro. Ma se il giocatore è in movimento, ancora più se in tuffo, è come se il muro si muovesse e per questo l’impatto può accelerare la velocità del rimbalzo. Velocità, massa, densità dei corpi sono variabili che permettono di capire anche l’entità degli urti non regolamentari. La celebre testata di Zidane a Materazzi nel corso della finale dei Mondiali 2006, ha avuto una forza pari a 160 kg nel suo impatto con il petto del difensore azzurro. “ Ma secondo me Materazzi un pochino ha simulato – sorride Ludwig –160 kg sembrano tanti ma conta anche la velocità dell’impatto e la durata: contasse solo il peso i proiettili non farebbero alcun male, pesano solo 9 grammi”. 

Punizioni, maledette. Che siano a effetto a rientrare, a cucchiaio, a foglia morta o d’esterno ogni volta che viene calciata una punizione sono implicate complesse spiegazioni fisiche che spiegano come mai la palla va a finire a segno dopo essere passata sopra la barriera o a fianco. È l’ effetto Magnus, studiato dall’omonimo scienziato tedesco per spiegare le variazioni della traiettoria di un corpo rotante in un fluido in movimento.

Alla palla viene impressa non solo una forza traslatoria (che la fa andare verso la porta) ma anche rotatoria e questa determina la portanza del pallone che vola in aria un po’ come fanno gli aerei. A determinate velocità e con particolari forze rotatorie impresse alla sfera (icosaedro), questa subisce forze di galleggiamento e improvvise accelerazioni che ne rendono insidiosa e più imprevedibile il tragitto. Andrea Pirlo ha reso un suo marchio di riconoscimento un particolare tipo di punizione ad effetto, ‘la maledetta’ in cui la forza rotatoria anziché verso destra o sinistra viene data dall’alto in basso, e i portieri sembrano ubriachi a passeggio, ma l’ubriaca è la palla. Infine una tra le tante curiosità raccolte da Ludwig nel suo libro. La punizione più veloce di cui si ci sia traccia è quella calciata da Ronald Koeman (giocatore del Barcellona) nella finale di Coppa dei Campioni del 1992 contro la Sampdoria: 188kmh. Pagliuca non ha colpe. Per consolarsi forse gli farà piacere sapere che se Koeman avesse tirato a piedi nudi, la palla sarebbe stata ancora più veloce: la teoria degli urti insegna che il coefficiente di restituzione (la forza impressa alla palla dall’urto col piede) è ridotto dall’interferenza di cuoio, stringhe e calzettoni. Sarà per questo che il regolamento non lo consente?

Fonte: http://daily.wired.it/news/scienza/2011/10/31/teorie-fisiche-spiegazione-partite-calcio-15292.html#content

1 comment for “La scienza spiega il calcio

  1. 2012-08-07 at 00:25

    la palla è rotonda cone una sfera, la fisica può spiegare qualsiasi traiettoria, anche quelle effettuate non correttamente, il tiro di collo pieno per esempio è stato classificato un tiro pericoloso che può causare traumi e distorsioni (ginocchio e caviglia).
    Per colpire la palla correttamente, bisogna conoscere chiaramente il punto di impatto del piede che viene a contatto con la palla (non la zona), e bisogna sapere come fare a coordinarsi correttamente in movimento particolarmente nei cambi di direzione e di senso.
    La fisica è una scienza, per il gioco del calcio ci sono parecchie opinioni: che non è una scienza esatta, che è una scienza esatta, sul web si possono leggere, per il sottoscritto è una scienza esatta, perchè sono stati chiaramente individuati gli elementi costitutivi, esiste un chiaro comune denominatore, una modellizzazione geometrica precisa, tutti i movimenti si possono comporre e scindere…ripetibili e perfettamente allenabili.
    il problema è che bisogna comparare le varie ricerche se si vogliono risolvere i problemi, è stato pubblicato un libro ad agosto 2010 CHECKUPCALCIO – Come migliorare tecnica e tattica con il Metodo dei movimenti Fondamentali Ed. Ares
    E’ un metodo innovativo, ma chi vuole mantenere lo status quo, non ha nessun interesse al cambiamento.

    articolo sul web:
    -IL GIOCO DEL CALCIO E’ ARTE O SCIENZA
    – IL COLLO PIENO, MITO O REALTA’?
    http://www.sportbrain.it

    Cordiali saluti

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