VM-ballen har slingrekurs

videnskab.dk presenterer vitenskapelige bevis: Den utskjelte VM-ballen oppfører seg ikke som andre baller og beveger seg ustabilt i luften.

Publisert
(Foto: Adidas.com)
(Foto: Adidas.com)

Overflate har betydning for ballens kurs

Det er i stor grad ballens overflate og det materialet overflaten er laget av som bestemmer hvilken kurs en ball vil ta gjennom luften. Et klassisk eksempel er golfballen med sin hullete overflate. Det betyr at golfballen får et annet kurs gjennom luften enn en helt glatt kule.

Hos fotballprodusenten Adidas har de valgt å gå motsatt vei. De har utstyrt Jabulani med en mikrostruktur som gir ballen en kornete overflate. Det minner om en fjellstruktur, hvor høyden av fjellene er 0,5 millimeter eller mindre. Førsteamanuensis Robert Mikkelsen sammenligner det med mikroskopiske rekkehus. Adidas sammenligner det med gåsehud.

Uansett om en ball har en hullete eller en kornete overflate, vil det endre ballens luftmotstandskoeffisient i forhold til en helt glatt kule. På den måten kan produsentene leke med materialet og utvikle en ball som får sitt helt eget særpreg når den flyr gjennom luften.

Spillere, trenere og ikke minst målvakter sto nærmest i kø under opptakten til fotball-VM for å kritisere VM-ballen med tilnavnet Jabulani.

Den brasilianske keeperen, Júlio César, sammenlignet Jabulani med plastikkballer man kan kjøpe for en tier i et supermarked.

På den andre siden står Adidas, som er stolte av ballen. Adidas-talsmann Ken Aerts har uttalt at VM-ballen er rundere enn noensinne, har en høyere profil som sikrer stabil kurs, og at den har godt grep i all slags vær.

Adidas har imidlertid valgt å holde sine vindtunnelanalyser tett til brystet; de betrakter dem som industrihemmeligheter.

Ustabil i luften

Nå kan videnskab.dk presentere det vitenskapelige beviset på at Jabulani er mer ustabil i luften sammenlignet med andre baller, noe som bekrefter spillernes frustrasjoner.

Den danske idrettsforskeren Thomas Bull Andersen fra Aarhus universitet har på oppfordring fra videnskab.dk fått fatt i det hele fotballverdenen har lengtet etter: En vitenskapelig vindtunnelanalyse av den utskjelte VM-ballen Jabulani.

Avsenderen er Takeshi Asai, professor i væskemekanikk fra University of Tsukuba i Japan. Han har stor interesse av å teste fotballer i vindtunneler, og er ifølge Bull Andersen verdenskjent for sine ferdigheter.

Resultatene står i klar kontrast til påstandene om stabil flyvning fra Adidas:

VM-ballen oppfører seg ikke som andre fotballer og er blant annet mer ustabil i luften.

I vindtunneltester har Takeshi Asai sett på kraften som bremser ballene, luftmotstanden, og kreftene som får ballen til å svinge fra side til side.

Kurs som en billig plastball

videnskab.dk presenterte resultatene fra en av analysene for førsteamanuensis Robert Mikkelsen fra Institutt for Mekanisk Teknologi ved DTU.

Dette er en analyse hvor Takeshi Asai i vindtunneltest sammenlignet Jabulani med det tett beslektede familiemedlem fra Adidas, ballen Teamgeist II, som er en videreutvikling av den offisielle VM-fotballen fra VM i Tyskland i 2006.

– Dette er svært interessante resultater som jeg ikke har sett før. Og jeg er helt enig med den japanske professoren. Jabulani oppfører seg ikke som andre baller, sier Mikkelsen.

Mikkelsen konkluderer, basert på de japanske resultatene, at Jabulani-ballen svinger mer fra side til side sammenlignet med forgjengeren.

Mikkelsen har digitalisert de japanske kurvene og gjort statistikk av tallene. Beregningene viser at kreftene som får ballen til å svinge fra side til side, er dobbelt så store hos Jabulani sammenlignet med Teamgeist II.

Det vil med andre ord si at det vil være vanskeligere å forutsi Jabulanis bane gjennom luften.

Figuren viser Jabulanis «lift force» sammenlignet med Teamgeist II. Dette er et uttrykk for hvor mange og hvor kraftige svinger ballen vil oppleve på sin vei gjennom luften. Her fremgår det tydelig at Jabulani svinger mer fra side til side og opp og ned (Kilde: Takeshi Asai)
Figuren viser Jabulanis «lift force» sammenlignet med Teamgeist II. Dette er et uttrykk for hvor mange og hvor kraftige svinger ballen vil oppleve på sin vei gjennom luften. Her fremgår det tydelig at Jabulani svinger mer fra side til side og opp og ned (Kilde: Takeshi Asai)

– Hvis man ser på noen skudd fra spillere på YouTube, er det svært tydelig at Jabulani får S-baner og svinger det siste stykket mot keeperen. Nå er det også vitenskapelig bevist at det forholder seg slik, sier Mikkelsen.

Han får støtte av Thomas Bull Andersen.

– Dette kan tyde på at keeperne er inne på noe når de sammenligner Jabulani med en billig plastball fra supermarkedet. For vindtunneltesten viser at den har mye større svingninger i luften sammenlignet med andre baller, sier Bull Andersen.

Plutselig oppbremsing

Men overraskelsene stopper ikke her. For vindtunneltesten avslører også at når Jabulani blir skutt ut med en fart mellom 20 og 30 meter per sekund, vil den ha en lavere luftmotstandskoeffisient enn Teamgeist II.

– Det betyr at Jabulani i starten får lavere luftmotstand og høyere fart enn andre baller, sier Bull Andersen.

Men så skjer plutselig det som overrasker de to forskerne. For når Jabulani på sin vei gjennom luften mister fart, får den en høyere luftmotstandskoeffisient enn Teamgeist II. Det vil med andre ord si at Jabulani vil miste fart raskere enn Teamgeist II.

– Det skjer altså noen plutselige endringer i de dynamiske forholdene hos Jabulani sammenlignet med den andre ballen. Det vil for eksempel gjøre det vanskeligere for keepere og forsvarere under hjørnespark å time inngrepene sine riktig fordi Jabulani får en brattere oppbremsing i luften. Det vil trolig kreve mye trening for spillerne å venne seg til det spesielle bevegelsesmønsteret, sier Mikkelsen.

Og Bull Andersen supplerer:

– Det store skiftet i luftmotstandskoeffisienten er noe alle fotballer opplever når de mister fart. Men Jabulani skiller ut seg fra de klassiske Select-ballene og andre Adidas-baller ved at det skjer raskere, sier han.

Figuren viser hvordan luftmotstandskoeffisienten stiger i takt med at de to fotballene, Teamgeist II og Jabulani, mister fart. Legg merke til at Jabulani har en lavere luftmotstandskoeffisient ved høye hastigheter. Det betyr at Jabulani som utgangspunkt vil få høyere fart når den forlater spillerens fot. Omvendt vil Jabulani raskere bremse opp i forhold til Teamgeist II og gi Jabulani et mer utilregnelig svev (Kilde: Takeshi Asai)
Figuren viser hvordan luftmotstandskoeffisienten stiger i takt med at de to fotballene, Teamgeist II og Jabulani, mister fart. Legg merke til at Jabulani har en lavere luftmotstandskoeffisient ved høye hastigheter. Det betyr at Jabulani som utgangspunkt vil få høyere fart når den forlater spillerens fot. Omvendt vil Jabulani raskere bremse opp i forhold til Teamgeist II og gi Jabulani et mer utilregnelig svev (Kilde: Takeshi Asai)

– Nye minimumskrav til fotballer, takk!

Basert på den nye undersøkelsen, mener Bull Andersen at lag som baserer angrepene sine på langskudd vil dra størst fordel av Jabulanis fortreffeligheter.

Han mener at FIFA bør etablere noen minimumskrav til hvordan fotballer skal oppføre seg i luften, før de kan bli godkjent. Det skjer ikke i dag.

– Jeg håper FIFA vil ta denne saken til etterretning når VM er overstått. For jeg mener at det er spillernes kvaliteter, og ikke ballens særpreg, som skal avgjøre et VM, sier Bull Andersen.

En ting er sikkert: VM-ballen Jabulani vil garantert få en hovedrolle.

Videnskab.dk prøvde forgjeves å få en kommentar fra Adidas Danmark.

___________________

© videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygård for forskning.no

Referanse og lenker

Profil: Thomas Bull Andersen

Profil: Robert Mikkelsen