Comment la pression atmosphérique d'un ballon de football affecte-t-elle la distance parcourue par un coup de pied?

Même les joueurs adultes amateurs peuvent lancer un ballon de foot sur au moins 50 mètres, dans la zone des buts, au-delà de la ligne médiane, et des gardiens professionnels comme Edwin van der Sar de Manchester United peuvent faire naviguer le ballon aux trois quarts pas. Un coup de pied à distance exige que le ballon pompé soit assez dur, ce que l'arbitre teste avant le match en appuyant ses paumes des deux côtés du ballon juste avant le coup d'envoi. Les ingénieurs et les scientifiques du sport - ainsi que les participants à l'expo-sciences - ont consacré leur attention à apprendre comment la pression atmosphérique influe sur la distance parcourue par un ballon de football..

Un jeune homme frappe un ballon de foot. (Image: Rolf Bruderer / Blend Images / Getty Images)

Exigences

La FIFA, la fédération internationale du football, demande aux joueurs adultes d’utiliser un ballon d’une taille comprise entre 27 et 28 pouces, entre 14 et 16 oz. en poids, et sous pression à l'équivalent de 0,6 à 1,1 atmosphères, ce qui se traduit par 8,5 à 15,6 livres par pouce carré. Un manomètre à bille, avec une aiguille insérée dans la valve 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 le ballon de rester dans les limites de la recommandation du fabricant ou d'augmenter la pression au minimum de 8,5 psi, note la fédération américaine de football sur le site Web Demandez un arbitre de football..

Effets

Plus la pression atmosphérique dans le ballon de football est élevée, plus il ira loin quand il sera frappé, écrit Bruce Rigsby, ingénieur passionné de ballon de football, sur le site Soccer Ball World.com. Votre coup de pied transfère plus d'énergie à une balle raide, comparée à une balle spongieuse, car moins d'énergie est perdue en raison de la déformation de la surface de la balle. Ainsi, l’ampleur de la pression atmosphérique dans le ballon influe sur son éloignement du pied. Le même concept s’applique aux autres équipements sportifs gonflés: un ballon de basket rebondit plus bas s’il n’est pas gonflé correctement et un pneu de vélo touche plus de la route s’il est sous-gonflé, ce qui réduit les performances..

Considérations

La pression atmosphérique atmosphérique influe également sur la distance parcourue par la balle lorsqu'elle est frappée, indique Rigsby. Plus la pression est basse, moins le frottement est important. Un ballon lancé à Mexico en altitude, par exemple, va plus loin qu'un ballon frappé au niveau de la mer à Miami Beach. C’est le même principe qui a conduit à tant de coups courus chez Coors Field, à un mile au-dessus du niveau de la mer, chez les Rockies du Colorado, puisqu’un ballon de baseball voyage également avec moins de friction en altitude..

Application

Les principes de la façon dont la pression atmosphérique affecte un déplacement de ballon de football rendent le sujet approprié pour être testé dans le cadre d'un projet d'expo-sciences. Muriel Gerhard, éducatrice en sciences et auteure de Education.com, recommande de gonfler un ballon de football à des niveaux bas, moyens et élevés et de le taper avec la même force dans un gymnase. Demandez à un assistant de marquer l’endroit où la balle atterrit à chaque fois. Effectuez trois tests à chaque pression, notez les résultats et faites la moyenne. Créez un graphique linéaire des données, et rapportez votre hypothèse initiale et comment les résultats les étayent.