Những cú ném biên hoàn hảo

Quả ném biên dài có thể là thứ vũ khí lợi hại trong bóng đá. Khi World Cup đang diễn ra, giáo sư Nick Linthorne ở Đại học Brunei, Anh, giải thích công thức vật lý đằng sau những cú ném biên hoàn hảo.

"Một trận đấu giữa đội tuyển Anh và Đức. Bóng lăn ra ngoài biên cách cầu môn đội Đức không xa. Gary Neville ném biên, Michael Owen đón được đường bóng, 1-0 cho đội tuyển Anh..."

Đó chỉ là tình huống giả định, song nó cho thấy một quả ném biên có thể tạo nên sự khác biệt lớn trong trận đấu như thế nào. Là chuyên gia ném biên trong đội tuyển Anh, Neville có thể ném một cú xa tới 30-40 m từ biên vào để tạo cơ hội cho đồng đội ghi bàn. Song, làm thế nào để một cầu thủ ném bóng xa nhất? Nói cách khác, muốn bóng rơi càng xa càng tốt thì góc ném phải là bao nhiêu?

Trên lý thuyết, câu trả lời là 45 độ. Tuy nhiên, quan sát cầu thủ ném biên, bạn sẽ thấy góc ném của họ thường là gần 30 độ. Lý do của sự khác biệt giữa lý thuyết và thực tế là do cấu tạo của cơ thể người.

Một cầu thủ của đội Uruguay đang chuẩn bị ném biên (Ảnh minh họa: Yahoo)

Độ xa của đường bóng phụ thuộc phần lớn vào vận tốc ném và góc ném. Theo vật lý cơ bản, góc ném tối ưu là sự cân bằng giữa vận tốc đứng - để tăng thời gian bóng bay trong không trung - và vận tốc ngang - để tăng khoảng cách. Trên lý thuyết, góc tối ưu đó là 45 độ, tuy nhiên điều đó thường không dùng trong thể thao.

Giáo sư Linthorne đã dùng băng ghi hình và một phần mềm phân tích sinh cơ để đo sự biến thiên của tốc độ đường bóng khi thay đổi góc ném. Ông nhận ra, ở góc ném thấp, cầu thủ ném nhanh hơn đáng kể, điều đó do cấu tạo các cơ khiến người ta ném bóng xa mạnh hơn ném lên cao. Người bình thường cũng thấy ném bóng lên theo chiều thẳng đứng khó hơn so với ném bóng thẳng ra phía trước.

Từ các yếu tố vận tốc phát bóng, lực trung bình ném bóng ngang, trường độ tăng tốc của bóng, gia tốc phụ thuộc vào trọng lực, độ cao giữa điểm ném bóng và điểm rơi... Giáo sư Linthorne đưa ra công thức tính độ xa của đường bóng phụ thuộc vào góc ném, theo đó góc ném tối ưu là 30 độ, điều này cũng phù hợp với kinh nghiệm của các cầu thủ.

GS Linthorne cũng đã tính tới yếu tố khí động học gây ra bởi độ xoáy của bóng. Song nó ảnh hưởng rất ít tới kết quả. Sự biến thiên của góc ném còn phụ thuộc vào cầu thủ, bởi họ có độ dài cánh tay, sức mạnh cơ bắp và kỹ thuật ném bóng khác nhau. Dù sao thì góc ném tối ưu của các cầu thủ vẫn là từ 25 đến 35 độ.