STEM互動學堂|足球運動藏奧秘 新設計提升球速【626期】
更新時間:00:00 2022-06-02 HKT
發佈時間:00:00 2022-06-02 HKT
發佈時間:00:00 2022-06-02 HKT
之前數期文章,都是關於冬季奧運會涉及的科學,今期轉談足球科學,筆者打算淺談當中一些較簡易的數學和物理知識。而足球作為世界上最受歡迎的運動,牽涉的物理及數學理論可不少。

由曲綫圖形組成的足球表面。圖為二○一四年球賽所用的Brazuca足球。
球面設計牽涉數學公式
究竟足球和數學有何關係?原來,傳統足球的表面有不同的幾何圖案——由多個六邊形和五邊形組成。只要稍作統計,便能學習到一條關於幾何的數學公式,此公式一般會在初中課堂教授。可惜的 是,它只能應用於傳統的足球,現今最新設計的足球,有些表面以曲綫圖形組成,不一定是六邊形和 五邊形。
不過,表面由曲綫圖形組成的足球也涉及科學原理,其作用主要是減少縫接位(由最初的三十二塊 表皮減至Brazuca的六塊),令足球可以更圓和更對稱,使其更符合流體力學。在踢球時,球的變形會更平均,能更有效吸收能量,令其從運動員取得的動能可大部分轉化成速度, 因此它被稱為速度最快的足球。

不同年代世界盃所用的足球,見證着科技的進步。(澎湃網)
植入晶片追蹤訊息
二○一八年俄羅斯世界盃所用的足球Telstar 18,採用了新的環保物料,從甘蔗提取的三元乙丙橡膠(EPDM)代替傳統的橡膠物,更加入電子訊息科技,在足球內植入NFC晶片,令外界可快速追蹤及接收足球內的相關訊息。

日本有不少關於足球的漫畫及動漫作品。(潮流生活網)
漫畫情節是否可行?
不少人年輕時都看過日本動漫《足球小將》,當中有不少神奇的射球招式,包括猛虎射球、衝力射球、雙人射球、剃刀射球等,其中戴志偉的衝力射球更是膾炙人口。究竟漫畫中的射球技術是否真實可行?又是否符合物理?篇幅所限,下期再談。
文、圖:科學世界學術總監謝志庭
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