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.
ב 1997, במשחק בין צרפת לברזיל, שחקן ברזילאי צעיר בשם רוברטו קרלוס התכוננן לבעיטה חופשית ממרחק 35 מטר. ללא קו ישיר לשער, קרלוס החליט לנסות את הבלתי אפשרי. הבעיטה שלו שלחה את הכדור לטיסה רחבה מעבר לשחקנים, אבל ממש לפני שיצא מהטווח, הוא התעקל לשמאל והתעופף לתוך השער. לפני החוק הראשון של ניוטון, עצם ינוע באותו כיוון ומהירות עד שכוח יופעל עליו. כשקרלוס בעט את הכדור, הוא נתן לו כיוון ומהירות, אבל איזה כוח גרם לכדור לסטות ולהבקיע אחת מהשערים הכי יפים בהסטוריה של הספורט? הטריק היה הסיבוב. קרלוס מיקם את הבעיטה בפינה הימנית התחתונה של הכדור, ושלח אותו גבוה ולימין, אבל גם סיבב אותו סביב צירו. הכדור התחיל את מעופו במה שנראה כמו קו ישר, עם אויר זורם משני צידיו ומאט אותו. מצד אחד, האויר נע בכיוון הפוך לסיבוב הכדור, מה שגורם ללחץ מתגבר, בעוד שמהצד השני, האויר נע באותו כיוון כמו הסיבוב, מה שיצר אזור של לחץ נמוך יותר. ההפרש הזה גרם לכדור להתעקל לכיוון אזור הלחץ הנמוך. התופעה הזו נקראת אפקט מגנוס. את הסוג הזה של בעיטה, שהרבה פעמים מתייחסים אליה כבעיטת בננה, מנסים באופן שוטף, וזה אחד האלמנטים שעושה את המשחק היפה הזה ליפה. אבל לסובב את הכדור עם הדיוק הנדרש כדי גם לסובב סביב החומה וחזרה לתוך השער זה קשה. גבוה מדי והוא יעבור מעל השער. נמוך מדי והוא יפגע באדמה לפני ההתעקלות. רחב מדי והוא לא יגיע לשער לעולם. לא רחב מספיק והמגינים יעצרו אותו. לאט מדי והוא יתעקל מוקדם מדי, או לא בכלל. מהר מדי וההתעקלות תהיה מאוחר מדי. אותה פיזיקה הופכת את זה לאפשרי להבקיע שער בלתי אפשרי נוסף, בעיטת קרן ללא סיוע. אפקט מגנוס תועד לראשונה על ידי סר אייזק ניוטון אחרי שהבחין בו בעודו משחק טניס ב 1670, זה מייושם גם לכדורי גולף, צלחת מעופפת ובייסבול. בכל מקרה, אותו דבר מתרחש. הכדור המסתובב יוצר הפרש לחצים בזרימת האויר המקיפה שמעקלת אותו בכיוון הסיבוב. והנה השאלה. האם תוכלו תאורטית לבעוט בכדור חזק מספיק כדי לגרום לו לעוף כמו בומרנג כל הדרך חזרה אליכם? למרבה הצער, לא. אפילו אם הכדור לא היה מתפורר מהפגיעה, או פוגע במכשולים, כשהאויר מאט אותו, הזוית של ההטיה היתה גדלה, מה שהיה גורם לו להסתחרר למעגלים קטנים יותר ויותר עד שלבסוף היה עוצר. ורק כדי לקבל את הספירלה הזו, הייתם צריכים לגרום לכדור להסתובב מהר פי 15 מהבעיטה האלמותית של קרלוס. אז בהצלחה עם זה.