science >> Wetenschap >  >> anders

Onderzoekers testen FIFA World Cup-spelballen in laboratorium

Empa-onderzoekers onderzoeken toernooivoetballen - ook voor het WK voetbal 2018 in Rusland. Krediet:Zwitserse federale laboratoria voor materiaalwetenschap en -technologie

De officiële bal voor de FIFA Wereldbeker 2018 in Rusland heeft Empa's stempel van goedkeuring gekregen na talrijke strenge tests. Sommige keepers waren kritisch over de vliegeigenschappen, maar de reden hiervoor kan ergens anders liggen - het nogal onconventionele uiterlijk van de nieuwe bal.

Voetbal leeft van emoties. Als het gaat om de FIFA World Cup-bal van dit jaar, echter, De experts van Empa zijn volkomen emotieloos. Gevraagd naar hun indruk van de vliegeigenschappen van het Adidas-model "Telstar 18, " die al bekritiseerd was na de eerste testwedstrijden:"Indrukken zijn subjectief, ", zegt Martin Camenzind van het Laboratorium voor Biomimetische Membranen en Textiel. "We vertrouwen op objectieve parameters om de Telstar 18 te karakteriseren." Opmerkingen van de Spaanse keepers David De Gea en Pepe Reina of de Duitse doelman Mark-Andre ter Stegen dat de bal is " fladderen" is, daarom, nauwelijks indrukwekkend voor Camenzind. In elk geval, de Telstar 18 heeft met succes de testreeks doorstaan ​​die speciaal door Empa-experts in St. Gallen is ontwikkeld voor officiële toernooivoetballen - en dat is het enige dat telt voor de Empa-onderzoeker.

Namens de FIFA, Empa voert al 22 jaar de onvergankelijke reeks tests uit op voetballen die streven naar het keurmerk van het FIFA-kwaliteitsprogramma. Niet elke bal doorstaat de test. Niet alleen de omtrek en het gewicht van de bal worden nauwkeurig gemeten. In aanvulling, ondanks 250 keer verpletterd te zijn in een watertank, het mag slechts een minimale hoeveelheid vloeistof opnemen, moet in staat zijn zijn lucht vast te houden en altijd op dezelfde hoogte af te springen als hij van een hoogte van twee meter wordt geraakt. Om te bewijzen dat het een perfecte bol is, de bal wordt ook gemeten op maar liefst 4.000 punten. En tenslotte, de bal moet zijn vorm behouden, zelfs als hij 2000 keer met 50 kilometer per uur tegen een stalen wand wordt geschoten.

In de "martelkamer" in Empa in St. Gallen overleven alleen de beste voetballen. Krediet:Zwitserse federale laboratoria voor materiaalwetenschap en -technologie

Dergelijke normen bepalen ook de kwaliteit en consistentie van de sport. Toen de testreeksen werden geïntroduceerd, niet alle fabrikanten slaagden erin om de vereiste eigenschappen te bereiken:"Keer op keer, exemplaren mislukt, " herinnert Camenzind zich. Sommige leren ballen waren na de procedure aanzienlijk groter geworden of hebben te veel water geabsorbeerd. De ballen van vandaag zijn gelijmd of gelast, omdat traditionele naden na verloop van tijd kunnen bezwijken. Hetzelfde, het meeste traditionele leer heeft plaatsgemaakt voor kunststoffen, waarvan het oppervlak specifiek gestructureerd is, waardoor de bal gemakkelijker kan worden geleid, vooral als het veld nat is.

Toegepaste natuurkunde in plaats van magie

En het is precies dit oppervlak dat verantwoordelijk is voor de onvoorspelbare vlucht van de bal, recensenten melden. Telstar 18 is een vreemde, fladderende kopie, claimen keepers van verschillende WK-teams die de bal al hebben mogen testen. Maar Camenzind werpt hiertegen op:"Ook optica komt hier om de hoek kijken." Telstar 18 bestaat niet uit de traditionele zes- en vijfhoeken, maar van onregelmatige elementen met asymmetrische prints. Dus, de vliegende bal kan nogal een ongewoon gezicht zijn onder geschikte lichtomstandigheden. "In een studie met een computergestuurde voet, we konden aantonen dat ballen die beschuldigd werden van fladderend vlieggedrag zich in geen geval zo gedroegen in experimenten onder gedefinieerde omstandigheden. "

Krediet:Zwitserse federale laboratoria voor materiaalwetenschap en -technologie

Het feit dat het traject van een voetbal een complex en, volgens de theorie van de aerodynamica, soms wordt misbruik gemaakt van chaotische zaken door professionele spelers. In tegenstelling tot een gestroomlijnd projectiel dat een perfecte parabool beschrijft, de bal vervormt, bijvoorbeeld wanneer de speler erop trapt. "De vervorming veroorzaakt door de botsende voet geeft de bal in eerste instantie een wat wiebelende beweging, " legt Camenzind uit. Ervaren spelers profiteren van dit effect en "buigen het zoals Beckham". dit is niet echt een kwestie van magie, maar van toegepaste fysica. En dit moet perfect worden ingestudeerd, want zodra de voet een paar milliseconden op de bal staat, de speler kan zijn beweging niet meer opzettelijk beïnvloeden. Er is simpelweg niet genoeg tijd om zenuwimpulsen van de voet naar de hersenen te leiden en tactisch geavanceerde feedback naar de spieren van de speler te sturen. En dus, in de beknoptheid van het schot, de fysica van voet en bal moet perfect passen. Het zijn dus ballen van constante kwaliteit die ons in staat stellen te genieten van zoveel memorabele magische momenten op het veld.

Zelfs als een voetbal 250 keer in een bak met water wordt geperst, het kan zijn grootte slechts onbeduidend veranderen. Krediet:Zwitserse federale laboratoria voor materiaalwetenschap en -technologie