エレズ・ガーティのTEDトーク「Football Physics: The Impossible Free Kick」では、フリーキックの科学と物理学的な側面について解説されています。本記事では、そのトークの内容を要約し、不可能とされるフリーキックの謎を解き明かしてみましょう。

サッカーにおけるフリーキックは、球技の中でも特に魅力的で難しい技術です。しかし、エレズ・ガーティ氏は、物理学の原理や科学的なアプローチを用いて、フリーキックの成功を可能にする要素に迫っています。

まず、ボールの軌道や飛距離を制御するためには、角度と力のバランスが重要です。適切な角度でボールを蹴ることで、重力と空気抵抗の影響を最小限に抑え、ボールの飛行距離を最適化することができます。また、適切な力を加えることで、ボールの速度やスピンをコントロールし、相手のゴールに向けて正確に蹴ることが可能となります。

さらに、ボールの回転は軌道や飛行特性に大きな影響を与えます。ボールにバックスピンをかけることで、空気抵抗を減らし、ボールの浮遊や曲がりを生み出すことができます。スピンの方向や速度を微調整することで、想定外の動きを持つフリーキックを成功させることが可能です。

さらに、フリーキックの成功には環境要素も関与します。風の方向や速度、グラウンドの状態など、周囲の状況を正確に把握し、それに合わせた戦略を立てることが重要です。熟練したプレーヤーは、これらの要素を読み取り、最適な蹴り方と角度を選択することで、高度なフリーキックの成功を実現しています。

エレズ・ガーティ氏のトークは、サッカーのフリーキックが物理学の原理に基づいて成り立っていることを示しています。角度、力、回転、環境要素など、科学的なアプローチによってフリーキックの成功が可能となっていることが分かります。この科学的なアプローチは、サッカー選手やコーチにとって貴重な知識となり、トレーニングや戦術の改善に役立つでしょう。

さらに、エレズ・ガーティ氏のトークは、サッカーが単なるスポーツだけでなく、科学と芸術の融合であることを示唆しています。プレーヤーは、身体の制御、物理法則の理解、創造的なアプローチを組み合わせて、独自のフリーキックのスタイルを追求しています。

フリーキックは、サッカーの試合において重要な瞬間であり、スリルと興奮をもたらす要素の一つです。エレズ・ガーティ氏のトークによって、その舞台裏には科学的な原理が潜んでいることが明らかになりました。

これからも、選手や研究者たちは、フリーキックの科学にさらに深く探求し、技術の向上や戦術の革新に取り組むことで、驚くべきゴールや観客を魅了する瞬間を創り出すことでしょう。

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サッカーの物理学: 「不可能な」フリーキック

1997年のフランス対ブラジルの試合で、 ロベルト・カルロスという名の若いブラジル人選手が 35メートルのフリーキックを決めた。 ゴールへの直接的な道筋がなかったので、 カルロスは一見不可能に見えることに挑戦することを決意しました。 

彼のキックでボールは選手の横に飛んだが、 枠を出る直前に左にフックして ゴールに吸い込まれた。 ニュートンの運動の第一法則によれば、物体は 力が加えられるまで同じ方向と速度で動きます。 カルロスがボールを蹴ったとき、彼はボールに方向性と速度を与えましたが、どのような力によってボールは方向を変え、スポーツ史上最も素晴らしいゴールの 1 つを決めたのでしょうか? コツはスピンにありました。 

カルロスはボールの右下隅にキックを当て、 ボールを高く右に飛ばしたが、その軸を中心に回転もした。 ボールは明らかに直線的なルートで飛行を開始し、 空気が両側に流れて速度が低下しました。 一方の側では、空気がボールの回転と反対の方向に移動して 圧力が増加し、 もう一方の側では、空気がスピンと同じ方向に移動して、 圧力の低い領域が形成されました。 

その違いにより、ボールはより低いプレッシャーゾーンに向かって曲がりました。 この現象はマグナス効果と呼ばれます。 このタイプのキックはバナナキックとも呼ばれ、 定期的に試行されます。 それは美しいゲームを美しくする要素の 1 つです。 しかし、壁の周りを曲がってゴールに戻るのに必要な精度でボールを曲げるの は難しい。 高すぎてゴールを越えてしまいます。 低すぎると曲がる前に地面にぶつかってしまいます。 

幅が広すぎてゴールに到達しない。 十分な幅がなく、ディフェンダーがそれをインターセプトします。 遅すぎるとフックが早すぎるか、まったくフックしません。 速すぎるとフッキングが遅すぎる。 同じ物理的性質により、もう 1 つの一見不可能なゴール、つまりアシストなしのコーナーキックを得点することが可能になります 。マグナス効果は、1670 年にテニスの試合中にアイザック ニュートン卿が気づいたことが最初に記録されました。 ゴルフボール、フリスビー、野球ボールにも当てはまります。

 どの場合でも、同じことが起こります。 ボールのスピンにより周囲の空気の流れに圧力差が生じ 、ボールがスピンの方向に曲がります。 ここで質問があります。 理論的には、ブーメランとなって自分に戻ってくるほど強くボールを蹴ることができますか? 残念ながら、そうではありません。

たとえボールが衝撃で崩壊しなかったとしても、あるいは障害物に衝突しなかったとしても、空気によってボールの速度が低下すると、そのたわみ角は増加し、ボールはますます小さな円を描いて最終的に停止します。そのスパイラルを実現するには、ボールの回転速度を 15 倍以上にする必要があります カルロスの不滅のキックよりも。 それでは頑張ってください。