Önümüzdeki ay başlayacak olan FIFA Dünya Kupası ile birlikte, milyonlarca insan dört yıldır uyku modunda olan futbol aşkını yine tazeleyecek. Birçok mecra bu süreçte ofsayt kuralını hatırlatmak için rehberler yayınlarken, bilim dünyasının gözü yeşil alanların çok daha büyüleyici bir istikametinde: Futbolcuların topa falso vererek kalecileri ve savunmacıları nasıl çaresiz bıraktığı, yani topun o eğrisel seyahatinin ardındaki fizik kuralları…
Terminolojiye kısa bir bakış atacak olursak; FIFA açılımı Fédération Internationale de Football Association olan global bir kurum. Kuzey Amerika ve Avustralya üzere alternatif futbol kodlarının (Amerikan futbolu, ragbi gibi) baskın olduğu bölgelerde bu spora “soccer” deniyor. Lakin bu söz de köken olarak İngiltere’de, sporu ragbiden ayırmak için “association football” (birlik futbolu) sözünün kısaltılmasından türedi. Dünyanın geri kalanı “football” ismini benimsediği için biz de futbol demeyi tercih ediyoruz.
1997 yılındaki unutulmaz milletlerarası maçta, Brezilyalı efsane Roberto Carlos o denli bir özgür vuruş kullandı ki Fransız kaleci Fabian Barthez topun dışarı çıkacağından emin bir formda yerinden bile kıpırdamadı. Lakin top inanılmaz bir kavis çizerek ağlarla buluştu. Yorumcular bu golü “fiziğe meydan okuyan gol” olarak adlandırsa da olaydan 13 yıl sonra Fransız fizikçiler – muhtemelen elenmenin hayal kırıklığını üzerlerinden attıktan sonra – bu golün fizikî olarak nasıl mümkün olduğunu açıklayan hakemli bir makale yayınladılar. Bu süreçte misal bir yetenek, spor dünyasını aşarak Bend It Like Beckham (Hayatımın Çalımı Beckham) sinemasına de ilham kaynağı oldu.
Fizikçiler bu fevkalâde kavislerin ardında iki temel tesirin yattığını kabul etseler de hangisinin daha baskın olduğu konusunda tam olarak hemfikir değiller.
Magnus Tesiri: Havayı bükmek
Topun havada kavisli bir rota izlemesini sağlayan en bilindik fenomen Magnus Etkisi. Bir obje hem ileri yanlışsız hareket edip hem de kendi ekseni etrafında döndüğünde bu tesir açığa çıkar. Magnus kuvvetinin oluşabilmesi için objenin yüzeyinin büsbütün pürüzsüz olmaması gerekir; futbol topları da katiyetle pürüzsüz değildir.
Topun yüzeyindeki pürüzler, dönerken etrafındaki havayı da beraberinde sürüklemesine neden olur. Üstten bakıldığında saat tarafının bilakis dönerek ileri yanlışsız fırlatılan bir topu hayal edelim (tıpkı Roberto Carlos’un vuruşunda olduğu gibi). Topun hareketinden ötürü karşıdan gelen güçlü bir hava akımı vardır.
Topun sol tarafında, dönüş tarafı ile karşıdan gelen hava akımı tıpkı doğrultudadır. Bu durum sol taraftaki hava suratını artırır. Topun sağ tarafında ise dönüş tarafı, karşıdan gelen havaya zıt taraftadır ve havayı yavaşlatır.
Akışkanlar mekaniğinin temel kurallarına nazaran, süratli hareket eden hava daha az basınç uygular. Sonuç olarak topun sağında olağan bir basınç, solunda ise alçak basınç alanı oluşur. Bu basınç farkından doğan net kuvvet, topu sola gerçek iter. Dışarı gidiyor üzere görünen şut, ani bir kavisle kaleye yönelir.
Kendi girdabında: Kuyruk sapma kuvveti
Magnus Etkisi’nin gerçekliği tartışmasız olsa da (Isaac Newton bile Magnus’tan yüzyıllar evvel tenis toplarındaki bu durumu gözlemlemişti), Virginia Üniversitesi’nden Profesör Lou Bloomfield farklı bir noktaya dikkat çekiyor. Bloomfield’a nazaran, dönen topun gerisinde bıraktığı türbülanslı hava akımı, yani kuyruk sapma kuvveti (wake deflection force) kaviste çok daha büyük bir rol oynuyor olabilir.
Dönen bir top, etrafındaki havayı çekerek gerisindeki türbülanslı kuyruğu bir tarafa gerçek iter. Etki-tepki yasası gereği, topun havaya uyguladığı bu itme kuvveti, havanın da topa karşı bir basınç uygulamasına neden olur. Magnus Tesiri ve kuyruk sapma kuvveti topu birebir tarafa gerçek iterek birbirini güçlendirir. Bu yüzden birtakım fizikçiler bunları tek bir kuvvetin farklı yüzleri olarak görse de iki gücün kavis üzerindeki hissesini kesin olarak ayırmak epeyce güçtür.
