"كرة القدم" الصلبة للقدم إلى كرة القدم ، كما هو الحال عندما يقوم حارس مرمى مثل بيل يونايتد بقيادة بيل حميد بإرسال الكرة من ركلة المرمى ، يخبرك أن الكرة يتم إرسالها بقوة كبيرة. تسمح لك قوانين السير إسحاق نيوتن بتحديد بدقة مقدار القوة التي تُمارس في وقت التأثير.
الكرة
كرة القدم للكبار تزن حوالي 1 باوند. قوانين اللعبة التي أصدرتها الفيفا ، الهيئة الدولية الحاكمة ، تحدد أن الكرة تزن ما بين 14 و 16 أوقية في بداية المباراة. هذا يترجم إلى 0.45 كيلوغرام ، وقيمة كما يتم استخدام التدابير المترينة عادة لقياس قوة ركلات كرة القدم. يتم ضخ الكرة مع الهواء إلى ما بين 8.5 إلى 15.6 رطل لكل بوصة مربعة بحيث تقدم شكلًا كرويًا صلبًا يمكن ركله.
ركلة
يبلغ زمن التلامس بين حذاء اللاعب والكرة 0.05 ثانية ، وفقًا لجيمس واتكينز ، أستاذ علوم الرياضة بجامعة سوانسي بالمملكة المتحدة ، في "مقدمة للميكانيكا الحيوية للرياضة والتمرين". الكرة الركل هي 30 مترا في الثانية ، أو 67 ميل في الساعة ، يلاحظ. يمكن تحديد قوة الكرة باستخدام نموذج الزخم الدافع لقانون نيوتن الثاني للحركة ، والذي يقضي بأن القوة تساوي وزن الكرة مراتًا من السرعة مقسومًا على وقت الاتصال بالقدم.
العمليات الحسابية
في مثال ركلة السفر 30 مترا في الثانية ، القوة هي 270 نيوتن. يشتق هذا الرقم من 0.45 كجم ، ووزن الكرة ، ومرات 30 مترا في الثانية ، مقسوما على 0.05 ثانية. لتحويل نيوتنس ، وهو مقياس متري للقوة ، إلى تدبير ثاني يسمى قوة الكيلوغرام ، والذي يقيس القوة في الوحدات على أساس قوة الجاذبية التي تمارس على 1 كجم ، يتم تطبيق صيغة تساوي 1 kgf 9.81 نيوتن. هذا ينتج نتيجة 27.52 kgf لقوة لاعب كرة قدم متوسط يركل الكرة. ويمكن أيضا أن يتم تحويل حساب 270 نيوتن إلى قوة قياس قياسية تبلغ حوالي 1200 رطل ، عن طريق قسمة كل نيوتن بمقدار 0.22481. كما تساوي قوة الجنيه ، التي يطلق عليها أيضًا ببساطة الجنيه ، قوة الجاذبية على كتلة 1 باوند.
المتوسطات
في "الخصائص الحيوية والمُحددات لعجلة Instep Soccer Kick" ، قام Eleftherios Kellis من قسم العلوم الرياضية في جامعة أرسطو في اليونان بتجميع سرعات الكرة من الركلات التي تم الإبلاغ عنها في 27 دراسة بحثية. تراوحت سرعات الكرة من مستوى منخفض يبلغ 14.9 متر في الثانية في صفوف الشباب الذين تتراوح أعمارهم بين 10 إلى 17 إلى 30 مترًا في الثانية للاعبي كرة القدم المحترفين ، مع قدرة العديد من الهواة الكبار على إرسال الكرة بسرعة 25 مترًا في الثانية. يمكن حساب باوندات القوة مع العلم أن وزن الكرة ثابت لجميع الدراسات ، مع افتراض إضافي بأن وقت تلامس الحذاء ثابت أيضًا عند حوالي 0.05 ثانية. وهكذا عندما يرسل اللاعبون المحترفون الكرة بسرعة 30 متر في الثانية و 1200 رطل من القوة ، يرسل لاعب البالغين العادي الكرة بسرعة 25 متر في الثانية على أساس ركلة من 1000 باوند من القوة ، في حين أن اللاعبين العاديين الشباب قد يستجمعون كرة فقط بسرعة 14.9 متر في الثانية ، مما يشير إلى 600 رطلاً فقط من القوة.
