Le traiettorie imprevedibili del calcio spiegate dalla fisica

Dopo tre settimane di isolamento, molti italiani denunciano di avere giramenti di palle. Questa situazione, spiacevole in ambito casalingo, può rivelarsi invece risolutiva in campo alla ripresa dei campionati. La rotazione del pallone infatti è la chiave di volta dell’unico fenomeno fisico padroneggiato con la stessa dimestichezza da fisici e sportivi.

Un po’ come le chiacchiere, le frittelle di carnevale che ognuno chiama come vuole, ma alla fine sono tutte riconducibili al fritto; allo stesso modo il cucchiaio di Totti, la maledetta di Pirlo, e le punizioni di Roberto Carlos e Valentina Cernoia sono tutte riconducibili alla stessa comune magia, nota come effetto Magnus.

Per capire il trucco è necessario innanzitutto capire cosa sia la resistenza aerodinamica. La resistenza aerodinamica è definita come la forza di attrito esercitata dall’aria sulla palla in volo e agisce nella stessa direzione del moto del pallone ma in verso opposto. In pratica è una forza che si oppone sempre al movimento, un po’ come gli ultimi decreti di Conte, ma senza autocertificazioni.

Come già accennato, un altro importantissimo fattore è la rotazione del pallone intorno al suo asse. Un pallone si mette a ruotare quando capisce che è arrivato il suo momento. Il momento infatti è la grandezza fisica che esprime l’attitudine di una forza ad imprimere ad un oggetto una rotazione. Questa grandezza si ottiene moltiplicando la forza con la quale viene calciato il pallone al braccio, che è la distanza tra il punto di contatto del piede e il centro del pallone. Più la palla verrà colpita lontano dal suo centro e maggiore sarà la velocità della rotazione imposta.

Il passaggio successivo è chiamare in causa Bernoulli, uno svizzero che di calcio ne ha sempre capito poco. Invece di fare il banchiere come tutti i suoi conterranei, ha formulato un legge che afferma che, in un fluido come l’aria, la somma di pressione, energia cinetica ed energia potenziale rimane costante nel tempo.

Considerando che in questo periodo ci sono già altri problemi complicati da risolvere, possiamo semplificare almeno questo: si trascura l’energia potenziale, dato che il pallone viaggia a pochi metri sopra il suolo, e si considera costante la densità dell’aria. Si arriva quindi alla seguente formula:

In questo modo alla pressione p e alla velocità v dell’aria intorno al pallone sono inversamente proporzionali, ovvero sono nella stessa situazione di un automobilista in autostrada. Se la vostra macchina viaggia a bassa velocità vuol dire che siete compressi nel traffico e vi sale la pressione; al contrario, se andate a 130, con Martin Garrix di sottofondo, vuol dire che non avete pressione addosso.

È il 3 giugno del 1997 e Roberto Carlos ha posizionato la palla a 30 metri dalla porta avversaria. Con il suo esterno sinistro, fa partire un bolide che raggira la barriera della Nazionale francese come un truffatore con una vecchietta, deviando di ben 6 metri rispetto alla traiettoria rettilinea e spiazzando completamente il portiere.

Dividendo il pallone in quattro settori, il piede del fuoriclasse brasiliano ha impattato il pallone nell’angolo in basso a destra. Questo ha fatto in modo che la palla iniziasse ad avanzare con una rotazione antioraria rispetto al suo asse.

Immaginando di osservare dall’alto un pallone che si muove nel verso indicato dalla freccia rossa, si ha la superficie sinistra della sfera e l’aria che corrono nella stessa direzione. In questo modo lo strato d’aria più vicino alla palla viene accelerato dal movimento della palla. Sul lato destro invece, la situazione è opposta: la sfera si muove in verso contrario all’aria rallentando lo strato d’aria più prossimo alla sua superficie. In questo modo il lato sinistro ha velocità maggiore e quindi, secondo l’equazione di Bernoulli, una pressione minore. Al contrario sulla destra della sfera l’aria ha velocità minore e quindi pressione maggiore.

Sottoposto a questa differenza di pressione, il pallone, visto il bel tempo, decide sempre di deviare verso una zona di villeggiatura più tranquilla, in cui la pressione è bassa e lo stress è zero. In questo caso particolare, deraglia dalla sua traiettoria rettilinea, deviando magicamente a sinistra. La forza occulta che fa deviare il pallone è definita portanza, ed è la stessa che permette a quegli ammassi di ferraglia chiamati aerei di decollare.

Allo stesso modo è possibile spiegare il gol di Valentina Cernoia (minuto 1.20). nella finale di Cyprus Cup del 2019 tra Italia e Corea del Nord. L’azzurra, in corsa sulla fascia sinistra del campo, colpisce la palla nel quadrante in basso a sinistra con l’interno del piede sinistro. La palla si alza in volo con una rotazione oraria. Questo causa una situazione analoga a quella descritta precedentemente, ma invertendo la situazione di pressione tra i due lati della sfera.

In questo caso infatti il lato destro della sfera risulterà quello a velocità maggiore e pressione minore, e il pallone devierà perciò verso destra, rientrando miracolosamente in campo e dentro la porta delle figlie della patria di Kim J. Un.

L’effetto Magnus non si limita a deviare lateralmente il pallone, ma permette anche di pilotare il tempo di volo del pallone. Con un colpo sotto smorzato e centrale, eseguito col collo del piede, si riesce a far ruotare il pallone all’indietro. Come nei casi precedenti, la velocità dell’aria maggiore nella parte sovrastante il pallone ha come conseguenza una pressione minore e la creazione di una portanza che spinge il pallone verso l’alto allungandone il tempo di volo e permettendo rinvii più lunghi o un cucchiaio alla Totti.

Con un colpo sempre da sotto e centrale, ma eseguito utilizzando solo le prime tre dita del piede, mantenuto più dritto possibile e poi rilasciato con un colpo secco, si riesce a far ruotare in avanti il pallone ottenendo, al contrario del caso precedente, una portanza negativa. Andrea Pirlo vi può assicurare che questo fa deviare bruscamente il pallone verso il basso proprio negli ultimi metri di volo.

Aristotele sosteneva che gli oggetti in moto fossero spinti costantemente da un motore invisibile. Una spiegazione semplice, che poteva essere capita senza troppa fatica, ma totalmente inutile. A volte semplificare i concetti aiuta, ma non sempre si possono pretendere soluzioni intuitive a problemi complessi. Ecco perchè tutti cercano in campo il fenomeno, che è in grado di far sembrare a tutti semplice ed intuitiva una soluzione che intuitiva non lo è per nulla.

Giulia Beghini
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