Même les joueurs adultes amateurs peuvent lancer un ballon de football à 50 mètres ou plus sur le terrain, de la zone des buts au-delà de la ligne médiane, et les gardiens de but professionnels tels que Edwin van der Sar de Manchester United peuvent faire naviguer le ballon aux trois quarts de la longueur du terrain. Un coup de pied à distance nécessite que le ballon gonflé soit suffisamment dur, ce que l’arbitre teste avant le match en appuyant ses paumes de chaque côté du ballon juste avant le coup d’envoi. Les ingénieurs et les scientifiques du sport – ainsi que les participants à l’expo-sciences – se sont attachés à apprendre comment la pression de l’air affecte la distance parcourue par un ballon de football lorsqu’il est botté.
Exigences
La FIFA, l’organe directeur international du football, exige que les joueurs adultes utilisent un ballon entre 27 et 28 pouces autour, entre 14 et 16 oz. en poids, et pressurisé à l’équivalent de 0,6 à 1,1 atmosphère, ce qui se traduit par 8,5 à 15,6 livres par pouce carré. Un manomètre à bille, avec une aiguille qui entre dans la vanne à bille de football et un cadran mesurant jusqu’à 20 psi, peut indiquer avec précision si la balle se trouve dans la plage prescrite. Une balle d’entraînement moins chère peut être étiquetée pour être gonflée dans la plage de 6 à 8 psi; dans ce cas, l’arbitre décidera en sentant la balle s’il faut rester dans la recommandation du fabricant ou augmenter la pression au minimum de 8,5 psi, note les États-Unis. Fédération de football sur le site Ask a Soccer Referee.com .
Effets
Plus la pression d’air à l’intérieur du ballon de football est élevée, plus il ira loin lorsqu’il sera botté, écrit l’ingénieur et passionné de ballon de football Bruce Rigsby sur le site Ballon de football World.com . Votre coup de pied transfère plus d’énergie à une balle rigide, par rapport à une balle spongieuse, car moins d’énergie est perdue lors de la déformation de la surface de la balle. Ainsi, l’étendue de la pression d’air dans la balle affecte la distance dans laquelle elle s’éloigne de votre pied. Le même concept s’applique avec d’autres équipements sportifs gonflés: Un ballon de basket rebondit plus bas s’il n’est pas gonflé correctement, et un pneu de vélo entre en contact avec une plus grande partie de la route s’il est sous-gonflé, ce qui réduit les performances.
Considérations
La pression atmosphérique affecte également la distance parcourue par la balle lors du coup de pied, indique Rigsby. Plus la pression est basse, moins il y a de friction. Une balle lancée en altitude à Mexico, par exemple, voyage plus loin qu’une balle lancée au niveau de la mer à Miami Beach. C’est le même principe qui conduit à autant de coups de circuit à la maison des Rockies du Colorado, Coors Field, à un kilomètre au-dessus du niveau de la mer, car un baseball se déplace également avec moins de friction en altitude.
Application
Les principes de la façon dont la pression de l’air affecte le déplacement d’un ballon de football botté rendent le sujet approprié pour des tests dans le cadre d’un projet d’expo-sciences. Éducatrice scientifique et auteure Muriel Gerhard de Education.com recommande de gonfler un ballon de football à des niveaux bas, moyens et élevés et de frapper le ballon à la même force à l’intérieur d’un gymnase. Demandez à un assistant de marquer l’endroit où la balle atterrit à chaque fois. Effectuez trois tests à chaque pression, enregistrez les résultats et faites-les la moyenne. Créez un graphique linéaire des données et rapportez votre hypothèse initiale et comment les résultats les ont ennuyées.