De solide "thwack" van voet naar voetbal, zoals wanneer een doelman als D.C. United, Bill Hamid, de bal op een doelschop stuurt, vertelt je dat de bal met aanzienlijke kracht wordt verzonden. Sir Isaac Newton's bewegingswetten stellen je in staat om redelijk nauwkeurig te bepalen hoeveel kracht er wordt uitgeoefend op het moment van impact.
De bal
Een reglementaire voetbal voor volwassenen weegt ongeveer 1 pond. De spelregels die zijn uitgevaardigd door de FIFA, het internationale bestuursorgaan, specificeren dat de bal tussen de 14 en 16 ons aan het begin van een wedstrijd weegt. Dit komt overeen met 0,45 kg, waardevol omdat metrische metingen meestal worden gebruikt om de kracht van voetbalschoppen te meten. De bal wordt met lucht gepompt tot tussen 8,5 tot 15,6 pond per vierkante inch, zodat deze een stijve bolvorm heeft die kan worden geschopt.
The Kick
De tijd van contact tussen de schoen van een speler en de bal is 0,05 seconden, volgens James Watkins, een professor in Sports Science aan de Swansea University in het Verenigd Koninkrijk, in "Een inleiding tot de biomechanica van sport en beweging." De snelheid van de geschopt bal is 30 meter per seconde, of 67 mph, merkt hij op. De kracht van de bal kan worden bepaald door de impulsmomentvorm van de tweede bewegingswet van Newton te gebruiken, die stelt dat de kracht gelijk is aan het gewicht van de bal maal de snelheid gedeeld door de tijd van voetcontact.
berekeningen
In het voorbeeld van een trap van 30 meter per seconde is de kracht 270 Newton. Dit cijfer is afgeleid van 0,45 kg, het gewicht van de bal, keer 30 meter per seconde, gedeeld door 0,05 seconden. Om Newtons om te zetten, een metrische krachtmeting, naar een tweede maat genaamd kilogram-kracht, die kracht meet in eenheden gebaseerd op de zwaartekrachtkracht van kracht op 1 kg, past u een formule toe die 1 kgf gelijk is aan 9,81 Newton. Dit levert een resultaat op van 27,52 kgf voor de kracht van een gemiddelde voetbalspeler die de bal schopt. De berekening van 270 Newton kan ook worden omgezet in een standaard-meetkracht van ongeveer 1.200 pond-kracht, door elke Newton te delen door 0.22481. Een pond-kracht, ook gewoon een pond genoemd, is ook gelijk aan de zwaartekracht op een massa van 1 pond.
Gemiddelden
In "Biomechanical Characteristics and Determinants of Instep Soccer Kick", heeft Eleftherios Kellis van de afdeling sportwetenschappen aan de Aristotle University in Griekenland balsnelheden berekend uit schoten die in 27 onderzoeken zijn gemeld. Balsnelheden varieerden van een dieptepunt van 14,9 meter per seconde bij jongeren van 10 tot 17 tot 30 meter per seconde voor professionele voetballers, waarbij veel volwassen amateurs in staat waren om de bal op 25 meter per seconde te sturen. De kilo's kracht kunnen worden berekend wetende dat het balgewicht constant is voor alle onderzoeken, met de toegevoegde veronderstelling dat de contacttijd van de schoen ook redelijk constant is op ongeveer 0,05 seconden. Dus terwijl professionele spelers de bal op 30 meter per seconde en 1200 pond kracht sturen, stuurt een gemiddelde volwassen speler de bal op ongeveer 25 meter per seconde op basis van een schop van 1000 pond kracht, terwijl gemiddelde jeugdspelers alleen een bal kunnen verzamelen snelheid van 14,9 meter per seconde, wat wijst op slechts 600 pond kracht.
