Fisika Bola

1.Tendangan Pisang

• Dinamika fluida
  

Tendangan pisang dapat dijelaskan secara ilmiah dengan ilmu dinamika fluida. Sebuah bola yang menembus udara akan memicu aliran udara di permukaannya berlawanan dengan arah gerak bola. Jika bola bergerak di udara dengan kecepatan kurang dari 20 kilometer per jam, aliran udara di permukaanya akan terpisah di titik karakteristik yang terpisah cukup lebar.

1. Bola yang bergerak kurang dari 20 kilometer perjam menghasilkan turbulensi. 
2. Jika bergerak lebih cepat, turbulensi semakin kecil sehingga terbentuk lapisan aliran udara (tripping).
3. Saat dipelintir, aliran udara bergeser berlawanan dengan arah putaran bola.

Permukaan bulat bukan bentuk aerodinamis yang efisien. Ketika aliran udara di permukaan bola yang bergerak terpisah, udara di belakangnya bergolak karena terjadi turbulensi. Turbulensi selalu menghasilkan gaya hambat sehingga bola menjadi objek yang sulit diarahkan.

Namun, pada kecepatan sekitar 20 kilometer per jam, keajaiban bisa terjadi. Turbulensi semakin jauh sehingga menghasilkan lapisan udara batas. Hal tersebut menyebabkan aliran udara tipis terbentuk (tripped) sangat dekat dengan permukaan bola. 

Efek turbulensi berkurang dan gaya hambatnya hilang. Tendangan atau lemparan bola dengan kecepatan di atas itu dapat dilakukan dengan leluasa dan diarahkan lebih tepat ke sasaran.

Nah, ketika bola berputar, lapisan pembatas masih masih terbentuk namun titik berpisahnya aliran udara mengalami pergeseran. Tempat terpisahnya aliran udara lebih dekat ke sisi yang berlawanan dengan arah putaran bola. Pergeseran ini menyebabkan perbedaan tekanan dan membelokkan dorongan yang mengatur gerakan dan arah bola.

• Pola panel di permukaan
  

Bola Teamgeist yang digunakan selama Piala Dunia 2006 hanya dibuat dari 14 buah panel.

Terbentuknya aliran udara batas juga dipengaruhi lekuk permukaannya, khususnya batas jahitan yang sedikit menaik. Semakin banyak lekukan karena banyaknya panel, semakin besar kestabilan aerodinamikanya.

Ada banyak variasi permukaan yang ditentukan bentuk panel-panel pelapis bola. Misalnya, bola dengan pola panel heksagonal tersusun dari 32 panel, sedangkan model klasik Inggris memiliki 26 panel.

Meskipun demikian, bola Teamgeist hanya memiliki 14 panel. Mungkinkah ini salah satu faktor yang memicu kegelisahan Jens Lehmann?

Untuk menjelaskannya, bandingkan bola sepak dengan bola baseball. Sebuah bola baseball sangat sederhana karena hanya mengandung dua panel.

Seorang pitcher (pelempar) di baseball biasanya memelintir bola dengan cara melemparkannya dengan putaran. Putaran udara di permukaanya mirip dengan bola sepak yang ditendang dengan cara dipelintir.

Adakalanya, seorang pitcher memberi umpan bola yang sangat sulit dipukul atau disebut knuckleball. Ini terjadi ketika pitcher melempar bola dengan putaran yang sangat sedikit. Karena panelnya hanya dua, bola berputar tanpa aturan dan membentuk aliran udara batas di sisi tertentu.

Hal tersebut menyebabkan arah membelok yang tidak dapat diprediksi. Padahal, ke mana bola berbelok merupakan arah yang mesti dilawan pemukul dari sisi sebaliknya.

Tentu saja, kunci menghasilkan tembakan yang bagus adalah sedikit putaran. Namun, membuat putaran yang sangat sedikit lebih mudah saat melempar bola baseball daripada menendang bola sepak. Kalaupun hal tersebut terjadi pada hasil tendangan bola, mungkin banyak dipengaruhi jumlah panel di permukaannya.

Bola Teamgeist dengan 14 panel secara aerodinamik lebih mendekati bola baseball daripada bola sepak Inggris dengan 26 panel atau bola dengan 34 panel berpola heksagonal. Jadi, perhatikanlah saat bola tersebut ditendang dengan sedikit putaran.

Di ajang piala dunia, bola Teamgeist membuat gatal David Beckham, Thierry Henry, atau Ronaldinho. Struktur bola yang mendukung tendangan pisang sangat cocok bagi pemain seperti Henry atau Ronaldinho yang mengandalkan tendangan pelintir ke samping atau Beckham dengan pelintir atasnya.

Tendangan-tendangan seperti itu juga membuat kewalahan kiper-kiper dunia. Mereka umumnya lebih memilih menahan atau menjatuhkan bola yang dipelintir daripada langsung menangkapnya. Tapi, saat-saat seperti itu mungkin akan langka jika bola jarang terpelintir.

http://ogieurvil.multiply.com

2.Tendangan penalti

Tendangan penalti adalah tendangan yang sangat ditakuti oleh para penjaga gawang. Tendangan ini dilakukan pada jarak 11 meter dari gawang dan biasanya jarang gagal. Seorang pemain sepak bola profesional dapat menendang bola dengan kecepatan sekitar 30 meter per detik (108 km/jam). Dengan kecepatan ini, bola akan mencapai ujung kanan atas gawang dalam waktu 0,45 detik dan untuk ujung kanan bawah 0,38 detik.

Menurut perhitungan Sam Williamson, fisikawan di Center for Neural Science New York, waktu 0,38 detik tidak cukup untuk menangkap bola. Ketika bola ditendang, penjaga gawang akan bereaksi rata-rata setelah 0,3 detik. Begitu bereaksi, otak akan memberi perintah pada otot untuk bergerak, ini butuh waktu tambahan lebih dari 0,1 detik. Itu sebabnya sukar bagi penjaga gawang untuk menangkap bola yang bergerak cepat itu. Untuk melatih reaksi yang cepat dan tepat dibutuhkan latihan yang panjang dan pengalaman yang cukup. Itu sebabnya para kiper atau penjaga gawang dalam Piala Dunia ini rata-rata lebih tua dibandingkan pemain lainnya.

Agar berhasil, penendang penalti harus memerhatikan arah angin, rotasi, dan kecepatan bola. Bola yang berotasi terlalu cepat dapat menimbulkan efek magnus dan turbulensi udara yang akan menyimpangkan bola. Menurut penelitian, tendangan yang paling efektif adalah tendangan dengan kekuatan 75 persen sampai 80 persen dari kekuatan maksimum (kecepatan bola sekitar 80 km/jam). Pada kecepatan ini penjaga gawang sulit menangkap bola dan kemungkinan terjadinya gol lebih besar dibandingkan dengan tendangan dengan kekuatan penuh.

http://www.fisikanet.lipi.go.id