Selbst Amateurspieler können einen Fußball 50 Meter oder mehr über das Spielfeld hinaus aus dem Torbereich nach der Mittellinie bombardieren, und professionelle Torhüter wie Edwin van der Sar von Manchester United können den Ball drei Viertel der Länge des Balls segeln lassen Tonhöhe. Ein Distanzstoß erfordert, dass der hochgepumpte Ball akzeptabel hart ist, was der Schiedsrichter vor dem Spiel testet, indem er kurz vor dem Anstoß seine Handflächen auf beiden Seiten des Balls drückt. Ingenieure und Sportwissenschaftler - ebenso wie Teilnehmer aus der Wissenschaftsmesse - haben ihr Augenmerk darauf gerichtet, zu lernen, wie der Luftdruck die Entfernung beeinflusst, die ein Fußball beim Treten erreicht.
Bedarf
FIFA, der internationale Dachverband des Fußballs, verlangt von erwachsenen Spielern, einen Ball zwischen 27 und 28 Zoll, zwischen 14 und 16 Unzen, zu verwenden. Gewicht und Druck von 0,6 bis 1,1 Atmosphären, was 8,5 bis 15,6 Pfund pro Quadratzoll entspricht. Ein Ballmanometer, mit einer Nadel, die in das Fußballventil und ein Zifferblatt mit einem Druck von bis zu 20 psi passt, kann präzise feststellen, ob sich der Ball im vorgeschriebenen Bereich befindet. Ein billiger Übungsball kann beschriftet sein, um im Bereich von 6 bis 8 psi aufgeblasen zu werden; In diesem Fall entscheidet der Schiedsrichter, indem er den Ball spürt, ob er sich an die Empfehlung des Herstellers hält oder den Druck auf das Minimum von 8,5 psi erhöht, merkt der US-Fußballverband auf der Website Ask a Soccer Referee.com an.
Auswirkungen
Je höher der Luftdruck innerhalb des Fußballs ist, desto weiter geht es, wenn er getreten wird, schreibt der Ingenieur und Fußballenthusiast Bruce Rigsby auf der Website Soccer Ball World.com. Dein Stoß überträgt mehr Energie auf einen steifen Ball, verglichen mit einem schwammigen, da weniger Energie durch Verformung der Balloberfläche verloren geht. Das Ausmaß des Luftdrucks im Ball beeinflusst also, wie weit er von Ihrem Fuß abgesprungen ist. Das gleiche Konzept gilt für andere aufgeblasene Sportgeräte: Ein Basketball prallt ab, wenn er nicht richtig aufgepumpt wird, und ein Fahrradreifen berührt mehr von der Straße, wenn er nicht aufgeblasen wird, was die Leistung verringert.
Überlegungen
Atmosphärischer Luftdruck beeinflußt auch die Entfernung, die der Ball reist, wenn er getreten wird, stellt Rigsby fest. Je niedriger der Druck, desto weniger Reibung. Ein Ball, der in Mexiko-Stadt in der Höhe geschossen wird, fährt beispielsweise weiter als ein Ball, der in Miami Beach auf Meereshöhe gekickt wurde. Dies ist der gleiche Grundsatz, der dazu führt, dass so viele Homeruns in den Colorado Rockies zu Hause, 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 einen getretenen Fußball bewegt, machen das Thema im Rahmen eines Science-Fair-Projekts zum Testen geeignet. Die Erzieherin und Autorin Muriel Gerhard von Education.com empfiehlt, einen Fußball auf niedriger, mittlerer und hoher Ebene aufzublasen und den Ball mit der gleichen Kraft in einem Fitnessstudio zu treten. Lassen Sie einen Helfer die Stelle markieren, an der der Ball jedes Mal landet. Führen Sie bei jedem Druck drei Tests durch, zeichnen Sie die Ergebnisse auf und mitteln Sie diese. Erstellen Sie eine Liniendiagramm der Daten, und berichten Sie über Ihre ursprüngliche Hypothese und wie die Ergebnisse sie ausdehnten.
