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.
ในปี ค.ศ. 1997 การแข่งฟุตบอลระหว่าง ฝรั่งเศสกับบราซิล นักเตะวัยหนุ่ม โรเบอร์โต้ คาร์ลอส (Roberto Carlos) ได้เตะลูกโทษที่ระยะ 35 เมตร โดยไม่มีช่องให้ยิงประตูได้ตรง ๆ คาร์ลอสตัดสินใจเตะลูกโทษที่ไม่น่าเป็นไปได้ เขาเตะหลบกำแพงฝ่ายตรงข้าม แต่แทนที่บอลจะพุ่งออกกรอบประตู มันกลับโค้งกลับมาทางซ้าย และเข้าประตูไปอย่างสวยงาม กฎการเคลื่อนที่ข้อแรกของนิวตันกล่าวไว้ว่า วัตถุจะเคลื่อนที่ไปทิศทางเดียวกับความเร็ว นอกจากมีแรงอื่นมากระทำ ตอนที่คาร์ลอสยิงประตู เขาได้กำหนดทิศทางกับความเร็วให้บอล แล้วอะไรที่ทำให้ลูกบอลเปลี่ยนทิศทาง จนได้ประตูที่มหัศจรรย์ที่สุด ในประวัติศาสตร์ของกีฬานี้ล่ะ? เคล็ดลับคือการปั่น คาร์ลอสใช้เท้าเตะที่มุมขวา ด้านล่างของลูกบอล มันลอยขึ้นสูงไปทางขวา แต่หมุนรอบตัวเองไปด้วย ลูกบอลเริ่มลอยไปตรงอย่างเห็นได้ชัด แต่อากาศที่กระทบทั้งสองด้าน ทำให้ลูกบอลวิ่งช้าลง ในด้านหนึ่งอากาศเคลื่อนที่ในทาง ตรงกันข้ามกับการหมุน ทำให้มีความดันสูงขึ้น อีกด้านหนึ่งอากาศเคลื่อนที่ในทางเดียวกับ กับการหมุน ทำให้ความดันต่ำลง ความดันที่ต่างกันทำให้ลูกฟุตบอล โค้งไปยังด้านที่ความดันต่ำกว่า ปรากฎการณ์แบบนี้เรียกว่า ปรากฏการณ์แมกนัส (Magnus effect) การเตะแบบนี้ มักจะถูกเรียกว่า การเตะไซด์โค้ง (Banana kick) มักถูกใช้อยู่เป็นประจำ และเป็นหนึ่งในส่วนประกอบ ที่ทำให้การแข่งขันนั้นสวยงามยิ่งขึ้น แต่การเตะลูกบอลให้โค้ง อย่างแม่นยำตามที่ต้องการ อ้อมทั้งกำแพงฝ่ายตรงข้าม และเลี้ยวเข้าประตูอีกครั้งเป็นเรื่องยาก สูงเกินไปบอลก็จะลอยเหนือประตู ต่ำเกินไปบอลจะตกพื้นสนามก่อนเริ่มโค้งได้ โค้งมากไปบอลจะอ้อมเลยประตู โค้งน้อยไปก็ชนกำแพงที่ฝ่ายตรงข้าม ตั้งแนวกันไว้ ช้าเกินไปก็อาจจะไม่โค้งเลย เร็วเกินไปก็ตีโค้งช้าเกินไป หลักการฟิสิกส์แบบเดียวกัน สามารถใช้อธิบาย การทำประตูอีกแบบที่แทบเป็นไปไม่ได้ การทำประตูจากลูกเตะมุม ปรากฎการณ์แม็กนัสได้ถูกอธิบายครั้งแรก โดยเซอร์ไอแซก นิวตัน (Isaac Newton) จากการสังเกตขณะเล่นเทนนิส ย้อนหลังไปในปี 1670 มันสามารถถูกปรับใช้ กับลูกกอล์ฟ จานร่อน และเบสบอลได้ ในทุกกรณี สิ่งที่เกิดขึ้นเหมือน ๆ กัน การหมุนของลูกสร้างความดันที่แตกต่างกันขึ้น ทำให้เกิดลูกหมุนโค้งจากทิศทางเดิม ตอนนี้ลองตอบคำถาม ตามหลักทฤษฏี คุณสามารถที่จะเตะบอลได้แรงมาก จนลูกฟุตบอลย้อนกลับมาคุณได้หรือไม่ (แบบการขว้างบูมเมอแรง) เสียใจด้วย ทำไม่ได้ แม้ว่าลูกฟุตบอลจะรับแรงนั้นได้ หรือไม่ได้ชนกับสิ่งกีดขวางใด ๆ ในขณะที่อากาศทำให้ลูกบอลช้าลง มุมของมันจะถูกเบี่ยงเบนมากขึ้น ทำให้มันโค้งเป็นวงเล็กลง ๆ จนหยุดนิ่ง และเพื่อที่จะได้วงเกลียวเช่นนี้ คุณต้องให้มันหมุนเร็วกว่าเดิม จากลูกเตะของคาร์ลอส ถึง 15 เท่า โชคดีกับการฝึกละกันนะ