Nhà khoa học thể thao phân tích khí động học trái bóng Al Rihla tại World Cup 2022

Cứ mỗi kỳ World Cup được tổ chức, chúng ta lại có một trái bóng mới. Và ở World Cup 2022 đang diễn ra tại Qatar, trái bóng do adidas sản xuất có tên Al Rihla. Đối với tất cả mọi tuyển thủ góp mặt tại kỳ World Cup năm nay, thứ họ sợ nhất là trái bóng lăn và bay không như dự đoán, vì đó là món trang bị thể thao quan trọng nhất, trong giải đấu quan trọng nhất cuộc đời họ. Vì lẽ đó, rất nhiều công sức nghiên cứu đã được adidas đổ vào riêng việc thiết kế trái bóng, để đảm bảo Al Rihla tạo ra cảm giác thân thuộc nhất dưới đôi chân các cầu thủ.

Đọc thêm: https://tinhte.vn/thread/tren-tay-al-rihla-banh-thi-dau-chinh-thuc-cua-world-cup-2022.3526746/

Mới đây, giáo sư vật lý kiêm khoa học thể thao John Eric Goff thuộc đại học Lynchburg, Virginia, Mỹ đã có những phân tích khí động học trái bóng Al Rihla, để xem liệu nó có phải một trái bóng hoàn hảo cho những trận đấu đẳng cấp thế giới hay không.

Lực cản không khí

Giữa những cú sút trái phá vào lưới, những quả đá phạt và những đường chuyền dài, rất nhiều khoảnh khắc quan trọng nhất của một trận bóng diễn ra khi trái bóng đang bay trong không trung. Vì thế một trong những tính chất quan trọng nhất của trái bóng đá là cách nó bị lực cản không khí tác động.

Quảng cáo

Khi trái bóng bay trong không trung, một lớp không khí rất mỏng, gọi là lớp khí ranh giới (boundary layer) sẽ bao bọc một phần trái bóng. Ở tốc độ thấp, lớp không khí này sẽ chỉ bọc nửa phía trước của trái bóng, trước khi luồng khí di chuyển thổi chúng bay khỏi bề mặt trái bóng. Trong trường hợp này, lớp không khí cản trái bóng tạo ra dòng chảy tầng (laminar flow):



Khi trái bóng bay với vận tốc cao, lớp khí ranh giới sẽ bọc diện tích bóng lớn hơn. Và khi lớp khí ranh giới này bị thổi khỏi bề mặt trái bóng, luồng khí này sẽ tạo ra những đường xoắn, gọi là dòng chảy rối (turbulent flow):



Tính toán hệ số cản không khí với trái bóng cho thấy, dòng chảy tầng khi bóng bay chậm tạo ra hệ số cản cao hơn khoảng 2,5 lần so với dòng chảy rối khi bóng bay tốc độ cao. Nghe có vẻ phi logic nhưng thật ra bề mặt trái bóng càng nhám và càng có nhiều chi tiết sần sùi, trái bóng bay tạo ra dòng chảy rối lâu hơn, nhờ vào việc làm chậm tốc độ lớp khí ranh giới trôi khỏi bề mặt quả bóng. Nói ngắn gọn, bóng càng sần sùi thì bay càng nhanh và càng xa.

Một ví dụ cho việc bóng sần sùi bay xa hơn chính là trái bóng golf, với đầy những vết lõm trên bề mặt.

Còn với bóng đá, quan trọng nhất là tính toán được tốc độ dòng không khí chuyển dịch từ dòng chảy rối sang dòng chảy tầng. Khi chuyện đó xảy ra, gia tốc trái bóng sẽ giảm một cách đột ngột.

Sự phát triển và thay đổi của trái bóng World Cup

Từ World Cup 1970 đến nay, adidas là đơn vị duy nhất cung cấp bóng đá chính thức cho mọi kỳ World Cup. Tính đến giải đấu tổ chức tại Hàn Quốc và Nhật Bản năm 2002, từ Telstar đến Tango, từ Azteca đến Etrusco, từ Tricolore đến Fevernova, trái bóng World Cup từ 1970 đến 2002 luôn ứng dụng kết cấu kinh điển với 32 tấm da, 20 tấm lục giác, 12 tấm ngũ giác khâu lại với nhau:

Quảng cáo

Kỷ nguyên mới bắt đầu tại World Cup 2006 ở Đức, khi trái bóng Teamgeist được tạo ra từ 14 tấm vật liệu nhân tạo, dán nhiệt lại với nhau thay vì khâu bằng chỉ. Mép của từng tấm vật liệu này được đảm bảo để nước không lọt vào bên trong trái bóng trong những trận đấu diễn ra dưới trời mưa hoặc độ ẩm cao.



Ứng dụng những chất liệu mới, hay đơn giản là giảm số lượng tấm bọc bên ngoài mỗi trái bóng cũng thay đổi cách những trái bóng World Cup bay trong không khí, thay đổi tính chất của từng đường chuyền trong mỗi trận đấu. Trong ba mùa World Cup gần đây nhất, adidas đã cố gắng cân bằng tổng số tấm bọc bên ngoài trái bóng, cũng như tính chất của mối dán và chất liệu bề mặt để tạo ra những trái bóng có tính chất khí động học phù hợp nhất, tạo cảm giác thân thuộc nhất cho các cầu thủ.

Điều đó đến sau mùa World Cup 2010 ở Nam Phi, với trái bóng gây tranh cãi Jabulani. Nó được adidas dán nhiệt 8 tấm panel trơn láng. Hệ quả là rất nhiều tuyển thủ phàn nàn rằng đang chuyền bổng thì trái bóng giảm tốc đột ngột. Năm ấy giáo sư Goff cùng các đồng sự cũng phân tích tính chất khí động học của trái bóng và phát hiện ra vì 8 tấm panel quá trơn, nên hệ số cản của trái bóng cao hơn hẳn so với Teamgeist của World Cup 2006.

Quảng cáo

Hai trái Brazuca ở World Cup Brazil 2014 và Telstar 18 tại World Cup Nga 2018 đều sở hữu 6 tấm panel hình dáng kỳ lạ. Độ nhám bề mặt của cả hai trái bóng này ngang nhau, dẫn đến những tính chất khí động học có phần tương đồng. Về cơ bản thì các tuyển thủ đều cho biết họ thích cả Brazuca lẫn Telstar 18, nhưng có vài người phàn nàn rằng trái bóng ở World Cup Nga hơi dễ vỡ, ví dụ Lionel Messi trong trận đấu giữa Argentina và Iceland, hay Ousmane Dembele trong trận Pháp gặp Úc. Trong trận đấu này, có tới hai lần Telstar 18 bị vỡ.

2022 adidas Al Rihla

Al Rihla có kết cấu mực in bề mặt bóng và keo dán gốc nước, bao gồm 20 tấm panel dán nhiệt lại với nhau. Tám trong số 20 tấm này là những miếng tam giác nhỏ kích thước các cạnh gần giống nhau, 12 tấm còn lại có kích thước lớn hơn. Thay vì tạo ra lớp vỏ sần sùi nổi lên, thì adidas lại thiết kế Al Rihla với texture lõm xuống giống trái bóng golf, từ đó tạo ra bề mặt tương đối trơn so với những trái bóng World Cup trước đó.



Để bù lại cho bề mặt nhám, đường dán 20 tấm panel của Al Rihla rộng hơn và sâu hơn, khác biệt hẳn so với bài học kinh nghiệm từ hồi thiết kế trái bóng Jabulani ở World Cup 2010.

Và để xác định hệ số cản của 4 trái bóng World Cup gần đây nhất, các nhà khoa học tại đại học Tsukuba, Nhật Bản đã đem chúng vào đường hầm thông gió để đo đạc, kết quả như thế này:



Anh em có thể thấy, cách 3 trái bóng Al Rihla, Telstar 18 và Brazuca thay đổi hệ số cản khi dòng chảy rối biến thành dòng chảy tầng gần giống nhau. Khi điều này xảy ra, hệ số cản của trái bóng thay đổi rất nhanh, khiến bóng bay chậm lại. Ba trái bóng World Cup 2014, 2018 và 2022 đều có thay đổi hệ số cản khi chúng bay ở quãng 58 km/h. Còn Jabulani thì ngay ở vận tốc 82 km/h, hệ số cản đã thay đổi. Chính điều này khiến cho những quả đá phạt bằng Jabulani, vốn tạo ra vận tốc bóng trên dưới 100 km/h trở nên rất khó đoán, và bản thân trái bóng ở World Cup 2010 bay cũng chậm hơn bình thường. Còn về phần Al Rihla, với số liệu đo đạc kể trên, có thể dự đoán rằng ở vận tốc thấp, bóng vẫn sẽ có xu hướng bay xa hơn so với Telstar 18 và Brazuca.

Và kết luận lại, nhờ số liệu khoa học, Al Rihla năm nay sẽ tạo ra cảm giác bóng rất quen thuộc trên chân của những tuyển thủ.

Theo The Conversation

CHUYÊN MỤC NGHỆ THUẬT LÀM GIÀU BỀN VỮNG

Nhấn vào đây để bắt đầu học

Khóa học Machine Learning cơ bản- Khoa học dữ liệu - AI

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Khoá học Quản trị Chiến lược Dành cho Lãnh đạo Doanh nghiệp

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Nơi hội tụ Tinh Hoa Tri Thức - Khơi nguồn Sáng tạo

Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com

Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com

--- 

Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên ZALO!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên Facebook!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa đào tạo Power BI phân tích báo cáo để bán hàng thành công

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Bảo mật và tấn công Website - Hacker mũ trắng

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học ​

KHÓA HỌC LẬP TRÌNH PYTHON TỪ CƠ BẢN ĐẾN CHUYÊN NGHIỆP

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Lập trình Visual Foxpro 9 - Dành cho nhà quản lý và kế toán

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học hướng dẫn về Moodle chuyên nghiệp và hay

Xây dựng hệ thống đào tạo trực tuyến chuyên nghiệp tốt nhất hiện nay.

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

KHÓA EXCEL CHUYÊN NGHIỆP

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học AutoIt dành cho dân IT và Marketing chuyên nghiệp

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khoá học Word từ cơ bản tới nâng cao, học nhanh, hiểu sâu

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học hướng dẫn sử dụng Powerpoint từ đơn giản đến phức tạp HIỆU QUẢ

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Thiết kế, quản lý dữ liệu dự án chuyên nghiệp cho doanh nghiệp bằng Bizagi

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng Power Query trong Excel

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Lập trình WEB bằng PHP từ cơ bản đến nâng cao

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng TableAU - Chìa khóa thành công!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng SPSS - Chìa khóa thành công!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học "Thiết kế bài giảng điện tử", Video, hoạt hình 

kiếm tiền Youtube bằng phần mềm Camtasia Studio

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ VIDEO CLIP CHO DÂN MARKETING CHUYÊN NGHIỆP

​​​​​

HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ QUẢNG CÁO VÀ ĐỒ HỌA CHUYÊN NGHIỆP VỚI CANVA

Hãy tham gia khóa học để trở thành người chuyên nghiệp. Tuyệt HAY!😲👍

 KHÓA HỌC VIDEO- XÂY DỰNG PHẦN MỀM QUẢN LÝ BẰNG MICROSOFT ACCESS

GOOGLE SPREADSHEETS phê không tưởng

Khóa hoc lập trình bằng Python tại đây

Hãy tham gia khóa học để biết mọi thứ

Để tham gia tất cả các bài học, Bạn nhấn vào đây 

Khóa học lập trình cho bé MSWLogo

Nhấn vào đây để bắt đầu học

Khóa học Ba, Mẹ và Bé - Cùng bé lập trình  TUYỆT VỜI

Khóa học sử dụng Adobe Presenter-Tạo bài giảng điện tử

Khóa học vẽ tạo giao diện demo cho website

Để thành thạo Wordpress bạn hãy tham gia khóa học 

Tham gia khóa học tại đây

Khóa học sử dụng Edmodo để dạy và học hiện đại để thành công

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Bảo hiểm nhân thọ - Bảo vệ người trụ cột

Cập nhật công nghệ từ Youtube tại link: congnghe.hocviendaotao.com
Tham gia nhóm Facebook
Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com
Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com

Nguồn: Tinh Tế

Share !