في عام 1997، في إحدى المباريات بين فرنسا والبرازيل، قام أحد اللاعبين البرازيليين يُدعى "روبرتو كارلوس" بضربة حرة من على مسافة 35 مترًا. وبدون خط مباشر مع المرمى، قرر "كارلوس" محاولة ما بدا وكأنه يستحيل تحقيقه. فقد أرسلت ركلته الكرة لتطير من جانب اللاعبين، ولكن قبل أن تخرج من خط التماس انحرفت يسارًا لتحلق داخل المرمى محرزة هدفًا. وبحسب قانون الحركة الأول لنيوتن، فإن الأجسام تتحرك في نفس الاتجاه والسرعة حتى تتعرض لقوة. فعندما ركل كارلوس الكرة، فإنه أعطاها الاتجاه والسرعة، ولكن ما القوة التي جعلت الكرة تنحرف وتحرز واحدًا من أهم الأهداف في تاريخ الرياضة؟ يكمن السر في الحركة اللولبية. فلقد وضع كارلوس ركلته في الركن الأيمن من الكرة، ليرسلها عاليًا إلى اليمين، وهي تدور حول محورها. وبدأت الكرة رحلتها في الطيران في مسار يبدو وكأنه مباشر، مع تدفق الهواء حول كلا الجانبين مما يعمل على إبطاء حركتها. فعلى أحد الجانبين، تحرك الهواء في اتجاه معاكس لحركة دوران الكرة، ليتسبب في ضغط متزايد، في حين أنه على الجانب الآخر، تحرك الهواء في نفس الاتجاه أثناء الحركة اللولبية، ليتسبب في ضغط منخفض. وقد أدى هذا التباين إلى انعطاف الكرة ناحية منطقة الضغط المنخفض. يطلق على هذه الظاهرة تأثير "ماغنوس". هذا النوع من الركلات غالبًا ما يشار إليه بركلة الموزة، وتتم محاولة القيام به باستمرار، وهو واحد من العناصر التي تجعل لعبة كرة القدم ممتعة. ولكن انعطاف الكرة بالدقة المطلوبة لكي تلف حول الحائط البشري وتندفع نحو المرمى أمر صعب. عالية جدًا تحلق فوق المرمى. منخفضة جدًا وتصطدم بالأرض قبل الانعطاف. واسعة جدًا، لا تصل إلى المرمى أبدًا. غير واسعة بما يكفي، يتدخل المدافعون. بطيئة جدًا وتنعطف مبكرًا أو لا تنعطف على الإطلاق. سريعة جدًا وتنعطف متأخرة. إن الفيزياء ذاتها تجعل من الممكن إحراز هدف آخر يبدو وكأنه مستحيل، ضربة ركينة بدون مساعدة. تم توثيق تأثير "ماغنوس" للمرة الأولى من قبل السير إسحاق نيوتن بعد أن لاحظه أثناء مباراة تنس في عام 1970. كما أن هذا التأثير ينطبق على كرات الجولف والأقراص الهوائية والبيسبول. وفي كل حالة، فإن الشيء ذاته يحدث. تعمل الحركة اللولبية للكرة على إيجاد ضغط متباين في تدفق الهواء المحيط لكي تنعطف في اتجاه الحركة اللولبية. ونجد هنا سؤالاً يطرح نفسه. هل يمكنك نظريًا أن تركل كرة بقوة كافية لتجعلها ترتد مرة أخرى إليك؟ للأسف، الإجابة لا. حتى وإن لم تتحطم الكرة عند الارتطام، أو تصطدم بأية عوائق، بينما يعمل الهواء على إبطائها، ستزداد زاوية انحرافها، مما يجعلها تدور في حلقات أصغر وأصغر حتى تتوقف تمامًا. وللحصول على تلك الحركة اللولبية، يتعين عليك أن تجعل الكرة تدور أسرع بأكثر من 15 مرة مما تحقق في ركلة "كارلوس" الخالدة. إذاً حظًا سعيدًا مع هذا.
In 1997, in a game between France and Brazil, a young Brazilian player named Roberto Carlos set up for a 35 meter free kick. With no direct line to the goal, Carlos decided to attempt the seemingly impossible. His kick sent the ball flying wide of the players, but just before going out of bounds, it hooked to the left and soared into the goal. According to Newton's first law of motion, an object will move in the same direction and velocity until a force is applied on it. When Carlos kicked the ball, he gave it direction and velocity, but what force made the ball swerve and score one of the most magnificent goals in the history of the sport? The trick was in the spin. Carlos placed his kick at the lower right corner of the ball, sending it high and to the right, but also rotating around its axis. The ball started its flight in an apparently direct route, with air flowing on both sides and slowing it down. On one side, the air moved in the opposite direction to the ball's spin, causing increased pressure, while on the other side, the air moved in the same direction as the spin, creating an area of lower pressure. That difference made the ball curve towards the lower pressure zone. This phenomenon is called the Magnus effect. This type of kick, often referred to as a banana kick, is attempted regularly, and it is one of the elements that makes the beautiful game beautiful. But curving the ball with the precision needed to both bend around the wall and back into the goal is difficult. Too high and it soars over the goal. Too low and it hits the ground before curving. Too wide and it never reaches the goal. Not wide enough and the defenders intercept it. Too slow and it hooks too early, or not at all. Too fast and it hooks too late. The same physics make it possible to score another apparently impossible goal, an unassisted corner kick. The Magnus effect was first documented by Sir Isaac Newton after he noticed it while playing a game of tennis back in 1670. It also applies to golf balls, frisbees and baseballs. In every case, the same thing happens. The ball's spin creates a pressure differential in the surrounding air flow that curves it in the direction of the spin. And here's a question. Could you theoretically kick a ball hard enough to make it boomerang all the way around back to you? Sadly, no. Even if the ball didn't disintegrate on impact, or hit any obstacles, as the air slowed it, the angle of its deflection would increase, causing it to spiral into smaller and smaller circles until finally stopping. And just to get that spiral, you'd have to make the ball spin over 15 times faster than Carlos's immortal kick. So good luck with that.