La physique des coups francs sans freak du football

Le Portugal s'est imposé lors de la finale du Championnat d'Europe 2016, dimanche soir. Le match était sur le point d’être décidé par un autre tir au but, avant que le Portugais Eder ne parvienne à balayer le ballon dans le coin inférieur gauche du filet de la France à la 109e minute. Sans le joueur vedette Cristiano Ronaldo, le pays a réussi à survivre à la France et à être nommé la meilleure équipe d'Europe.

Mais ce jeu n’a pas permis aux téléspectateurs de regarder l’un des spectacles les plus captivants du football: les coups francs qui semblent défier les lois de la physique. Pas d'inquiétude cependant: le reste du tournoi a certainement enregistré un nombre record de ces beautés (Quatre, toutes en phase de groupes). Il y avait Bale of Wales contre la Slovaquie et contre l'Angleterre, Dier de l'Angleterre contre la Russie et Dzsudzsák de la Hongrie contre Portgual. Et en Premier League, Dimitri Payet de West Ham United était le maître du coup franc de cette année:

Pour les non-initiés, un coup franc est un moyen de reprendre le jeu après une faute de l'arbitre. Les coups francs peuvent être directs (dans lesquels un but peut être marqué) directement du coup de pied) ou indirecte (où le ballon doit être passé avant de pouvoir tenter de marquer).

(Et si vous êtes un vrai bon au football, laissez-moi d'abord préciser que les coups francs sont distincts des tirs au but, dans lesquels une faute est commise dans la surface de réparation par l'équipe en défense, et l'équipe offensive a une chance de marquer sans interférence de la part des joueurs, à l’exception du gardien défenseur.)

Un coup franc a lieu partout où la faute a été commise. Les choses deviennent intéressantes quand une faute est commise par un membre de l'équipe en défense à proximité de son propre but - donnant à l'offensive une chance de marquer directement.

Il existe essentiellement trois techniques générales pour marquer par un tir au but (en supposant que vous n’avez pas l’intention de passer à un coéquipier ou de lancer le ballon dans une région où les autres membres offensifs ont une meilleure chance de marquer). Votre première stratégie pourrait être d’utiliser la force brutale et d’essayer de forcer le ballon directement avec un puissant coup de pied. Si vous êtes avisé, vous pouvez utiliser une technique pour enrouler le ballon autour de tout obstacle en utilisant l’intérieur ou l’extérieur de votre pied. Et si tu vraiment Si vous avez des compétences, vous pouvez faire tourner cette balle et la faire zoomer de manière imprévisible dans les airs.

C’est cette dernière méthode qui est particulièrement intéressante. Les adversaires doivent rester à 10 mètres du ballon et ne peuvent pas se rapprocher avant que le ballon soit en jeu. Parfois, l’équipe adverse rassemble la plupart ou la totalité de ses joueurs pour former une sorte de mur humain afin d’obtenir un coup direct - forçant le botteur à recourir à la deuxième ou à la troisième option.

(À ce stade, il vaut la peine de fournir une introduction rapide à la physique du football. Ne vous inquiétez pas, cela ne sera pas compliqué.)

La première partie concerne la loi d’inertie de Newton, selon laquelle tout objet au repos reste au repos et tout objet en mouvement reste en mouvement sauf si une autre force l’agit. En ce qui concerne le coup franc, la force qui fait que le ballon monte et accélère est le pied du joueur, et les forces qui ralentissent le ballon lorsqu'il se déplace dans les airs incluent la traînée et les frictions causées par le vent et la gravité.

Ensuite, le concept de momentum, que vous avez peut-être déjà mémorisé en tant que vitesse d'un objet multiplié par sa masse. Le pied d’un joueur se déplaçant dans les airs peut transférer l’élan de lui-même à la balle qu’il frappe. Faire bouger une balle plus vite ou plus haut dans les airs nécessite plus de vitesse, donc un joueur doit frapper la balle avec plus de force. Si vous essayez de relever la balle ou de la mettre en mouvement (ou les deux), vous devez non seulement exercer plus de force, mais aussi l’équilibrer avec votre technique de pied rusé. Des trucs délicats.

L'effet Magnus

Cette compréhension de base de la physique nous amène au grand tamale: l'effet Magnus, qui explique comment un joueur est capable de plier une balle dans le poteau de but pendant un coup franc. Quand un ballon de football se déplace dans les airs, c’est l’air qui commence à se prendre en charge et se déplace - ou dans ce cas, courbes - la balle à sa guise.

Pour commencer, le botteur doit faire tourner la balle au moment où il la frappe. Fondamentalement, la rotation supérieure de la balle fait en sorte que l’air autour du sommet bouge moins que l’air autour de la moitié inférieure. La vitesse tangentielle de la balle dans la moitié supérieure est opposée à l'écoulement d'air, et la vitesse tangentielle de la moitié inférieure est dans la même direction que l'écoulement d'air.

Ce déséquilibre signifie que la pression sur la balle est plus forte au sommet. L’effet Magnus devient plus important et plus visible à mesure que la balle perd de sa vitesse - car à un moment donné, le flux d’air qui se déplace contre le spin est arrêté. Le déséquilibre de pression est accentué et crée une force sur la balle qui agit à la fois vers le bas et contre le côté de la balle qui créait un flux d’air opposé. Lorsque le coup de pied d’un joueur de football crée une rotation dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, la force de Magnus agit à gauche du ballon, ce qui provoque le virage du ballon à gauche - et inversement.

Comme l'effet Magnus augmente à mesure que la vitesse diminue, vous remarquerez que la courbe de la balle se produit beaucoup plus rapidement lorsque la balle commence à redescendre vers le sol. La courbe du ballon devient de plus en plus dure pendant le vol, empêchant le gardien de but et les autres joueurs défensifs à proximité de la suivre correctement à mesure qu'il redescend. Si vous appliquez la bonne quantité de force pour que le ballon descende dans le filet à temps, vous obtiendrez un coup franc qui semble avoir une vie et un esprit qui lui sont propres.

Découvrez l’un des exemples les plus célèbres de l’effet Magnus: le coup franc de 1997 du joueur brésilien Roberto Carlos contre la France.

Ce n’est pas facile de maîtriser quelque chose comme cela, mais le résultat peut être catastrophique - et ridiculement défiant la physique - lors d’un coup franc.