STEM互动学堂|足球运动藏奥秘 新设计提升球速【626期】

更新时间:00:00 2022-06-02 HKT
发布时间:00:00 2022-06-02 HKT

之前数期文章,都是关于冬季奥运会涉及的科学,今期转谈足球科学,笔者打算浅谈当中一些较简易的数学和物理知识。而足球作为世界上最受欢迎的运动,牵涉的物理及数学理论可不少。

由曲线图形组成的足球表面。图为二○一四年球赛所用的Brazuca足球。
由曲线图形组成的足球表面。图为二○一四年球赛所用的Brazuca足球。

 

球面设计牵涉数学公式
究竟足球和数学有何关系?原来,传统足球的表面有不同的几何图案——由多个六边形和五边形组成。只要稍作统计,便能学习到一条关于几何的数学公式,此公式一般会在初中课堂教授。可惜的 是,它只能应用于传统的足球,现今最新设计的足球,有些表面以曲线图形组成,不一定是六边形和 五边形。

不过,表面由曲线图形组成的足球也涉及科学原理,其作用主要是减少缝接位(由最初的三十二块 表皮减至Brazuca的六块),令足球可以更圆和更对称,使其更符合流体力学。在踢球时,球的变形会更平均,能更有效吸收能量,令其从运动员取得的动能可大部分转化成速度, 因此它被称为速度最快的足球。

不同年代世界杯所用的足球,见证着科技的进步。(澎湃网)
不同年代世界杯所用的足球,见证着科技的进步。(澎湃网)

 

植入晶片追踪讯息
二○一八年俄罗斯世界杯所用的足球Telstar 18,采用了新的环保物料,从甘蔗提取的三元乙丙橡胶(EPDM)代替传统的橡胶物,更加入电子讯息科技,在足球内植入NFC晶片,令外界可快速追踪及接收足球内的相关讯息。

日本有不少关于足球的漫画及动漫作品。(潮流生活网)
日本有不少关于足球的漫画及动漫作品。(潮流生活网)

 

漫画情节是否可行?
不少人年轻时都看过日本动漫《足球小将》,当中有不少神奇的射球招式,包括猛虎射球、冲力射球、双人射球、剃刀射球等,其中戴志伟的冲力射球更是脍炙人口。究竟漫画中的射球技术是否真实可行?又是否符合物理?篇幅所限,下期再谈。