Sút xoáy là một kỹ thuật rất phổ biến trong bóng đá, nhất là trong những tình huống sút phạt hoặc sút xa có xu hướng lệch về 1 bên sân. Những cú sút loại này đã tạo nên những bàn thắng “không tưởng”.
Những ai yêu thích môn thể thao Vua chắc hẳn vẫn còn nhớ cú sút phạt để đời của Roberto Carlos vào lưới đội tuyển Pháp năm 1997. Đó là một bàn thắng tuyệt vời, quả bóng được đặt cách khung thành khoảng 35m, hơi chếch về phía phải. Carlos sút, quả bóng vòng qua hàng rào của Pháp như bình thường rồi có vẻ nó sẽ đi chệch sang phía phải cầu môn trước sự hý hửng của thủ thành Fabien Barthez nhưng bất ngờ quả bóng lại “bẻ lái” bay vào lưới trong sự ngỡ ngàng của tất cả.
Dường như có điều gì đó khiến quả bóng bay vào trong khung thành thay vì bay ra ngoài như nhiều người vẫn nghĩ. Thậm chí, một số bình luận viên hồi ấy, đã bình luận rằng: “Cú sút của Roberto Carlos đã thách thức tất cả những định luật vật lý.”
Vậy định luật nào vật lý nào đã tạo ra hiện tượng trên?
Nhân tố đằng sau những cú sút phạt kỳ diệu kể trên chính là Hiệu ứng Magnus (theo tên nhà vật lý Đức Gustav Magnus). Dựa trên công trình thực hiện năm 1852 của Magnus, Lord Rayleigh đã đưa ra sự giải thích đầu tiên về sự lệch quỹ đạo của một vật thể quay tròn.
Giờ hãy tìm hiểu xem Hiệu ứng này rốt cục như thế nào?
Hãy xét một bên mặt bóng, chiều xoay của nó cùng chiều với chuyển động của dòng không khí và dòng khí ở mặt bên này sẽ đi nhanh hơn so với dòng khí ở phần giữa gần trục quay của bóng. Theo nguyên lý Bernoulli, khi vận tốc của dòng không khí tăng lên áp suất không khí sẽ giảm xuống và ngược lại.Tại mặt đối diện của quả bóng, điều này là ngược lại vì chiều quay của bóng ngược với chiều chuyển động của dòng khí, làm giảm tốc độ dòng khí và làm tăng áp suất.
Sự không cân bằng và chênh lệch về áp suất tĩnh tạo ra một lực tác động lên trái bóng, khiến bóng bị lệch sang một bên và bay theo quỹ đạo parabol. Những hiện tượng như thế này thường được gọi là “Hiệu ứng Magnus”.
Những lực làm lệch đường đi của quả bóng quay tròn nói chung được chia thành hai loại: một lực nâng và một lực cản. Lực nâng hướng lên trên hoặc hướng sang ngang, đại diện cho hiệu ứng Magnus. Lực cản tác động theo hướng ngược với đường đi của quả bóng.
Quay trở lại với cú sút phạt của Roberto Carlos, ông đã quả bóng quay ngược chiều kim đồng hồ theo phương nhìn từ trên xuống dưới, có thể tốc độ quay là 10 vòng/s và vận tốc tịnh tiến là khoảng 30 m/s. Dòng không khí chuyển động quanh bề mặt bóng bị rối loạn, sức cản bề mặt bị giảm đi. Khi quả bóng bay được khoảng 10m, vận tốc giảm xuống và lực Magnus bẻ cong đường đi của nó hướng nó về phía khung thành.
Nếu đặt tình huống tốc độ quay không bị yếu đi quá nhiều, khi đó hệ số cản tăng. Điều này thậm chí đã dẫn đến một lực làm lệch lớn hơn và bẻ cong đường bóng nhiều hơn. Cuối cùng, bóng bay chậm lại, bất ngờ “đảo vô – lăng” và bay vào lưới trong sự bất ngờ của những người chứng kiến.
Ngoài bóng đá, trong các môn thể thao khác như bóng bàn, golf, bóng chày… cũng xuất hiện hiệu ứng Magnus.
Video:
Sơn Tùng