Selbst erwachsene Amateurspieler können einen Fußball 50 Meter oder mehr über das Spielfeld vom Torbereich über die Mittellinie hinaus boomen lassen, und professionelle Torhüter wie Edwin van der Sar von Manchester United können den Ball drei Viertel der Spielfeldlänge segeln lassen. Ein Distanzstoß erfordert, dass der aufgepumpte Ball akzeptabel hart ist, was der Schiedsrichter vor dem Spiel testet, indem er kurz vor dem Anpfiff seine Handflächen auf beide Seiten des Balls drückt. Ingenieure und Sportwissenschaftler – sowie Teilnehmer der Wissenschaftsmesse – haben sich darauf konzentriert zu lernen, wie sich der Luftdruck auf die Entfernung auswirkt, die ein Fußball beim Treten zurücklegt.
Anforderungen
Die FIFA, der internationale Fußballverband, verlangt von erwachsenen Spielern, dass sie einen Ball zwischen 27 und 28 Zoll und zwischen 14 und 16 Unzen verwenden. im Gewicht und unter Druck gesetzt auf das Äquivalent von 0,6 bis 1,1 Atmosphären, was 8,5 bis 15,6 Pfund pro Quadratzoll entspricht. Ein Balldruckmesser, mit einer Nadel, die in den Fußballkugelhahn geht und einem Zifferblatt, das bis zu 20 psi misst, kann genau sagen, ob sich der Ball innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs befindet. Ein billigerer Übungsball kann so beschriftet sein, dass er im Bereich von 6 bis 8 psi aufgeblasen wird; In diesem Fall entscheidet der Schiedsrichter, indem er den Ball fühlt, ob er innerhalb der Empfehlung des Herstellers bleibt oder den Druck auf das Minimum von 8,5 psi erhöht. Fußballverband auf der Website Ask a Soccer Referee.com .
Je höher der Luftdruck im Fußball ist, desto weiter wird er gehen, wenn er getreten wird, schreibt der Ingenieur und Fußballenthusiast Bruce Rigsby auf der Website Soccer Ball World.com . Ihr Kick überträgt mehr Energie auf einen steifen Ball als auf einen schwammigen, da weniger Energie durch Verformung der Balloberfläche verloren geht. Somit beeinflusst das Ausmaß des Luftdrucks im Ball, wie weit er von Ihrem Fuß weg segelt. Das gleiche Konzept gilt für andere aufgeblasene Sportgeräte: Ein Basketball springt niedriger, wenn er nicht richtig aufgepumpt ist, und ein Fahrradreifen berührt mehr von der Straße, wenn er zu wenig aufgepumpt ist, was die Leistung verringert.
Der atmosphärische Luftdruck beeinflusst auch die Entfernung, die der Ball beim Treten zurücklegt, so Rigsby. Je niedriger der Druck, desto weniger Reibung. Ein Ball, der in Mexiko-Stadt in der Höhe getreten wird, zum Beispiel, reist weiter als ein Ball, der in Miami Beach auf Meereshöhe getreten wird. Dies ist das gleiche Prinzip, das dazu führt, dass so viele Homeruns in der Heimat der Colorado Rockies, Coors Field, eine Meile über dem Meeresspiegel, getroffen werden, da ein Baseball auch mit weniger Reibung in der Höhe reist.
Anwendung
Die Prinzipien, wie sich der Luftdruck auf die Bewegung eines getretenen Fußballs auswirkt, machen das Thema für Tests im Rahmen eines Science Fair-Projekts geeignet. Wissenschaftspädagogin und Autorin Muriel Gerhard von Education.com empfiehlt das Aufblasen eines Fußballs auf niedrigem, mittlerem und hohem Niveau und das Treten des Balls mit der gleichen Kraft in einem Fitnessstudio. Lassen Sie einen Helfer die Stelle markieren, an der der Ball jedes Mal landet. Führen Sie drei Tests bei jedem Druck durch, notieren Sie die Ergebnisse und mitteln Sie sie. Erstellen Sie ein Liniendiagramm der Daten und berichten Sie über Ihre ursprüngliche Hypothese und wie die Ergebnisse sie langweilen.