Překvapivá matematika a fyzika za fotbalovým míčem Světového poháru 2026
Zde je, jak může nový design založeného na tetrahedron pro fotbalový míč „Trionda“ ovlivnit velkou hru příštího roku
Každý mistrovství světa přináší vzrušující nový design míče. Míč Trionda 2026 je ve středu.
Každé čtyři roky fotbaloví fanoušci dychtivě čekají na největší událost sportu: Světový pohár Mezinárodní federace asociačního fotbalu (FIFA). Ale před každým dramatickým výkopem umělci a vědci tráví roky navrhováním, testováním a revizí oficiálního zápasového míče. Nedávno obrázky plánovaného míče Pro soutěž 2026 byl unikán konkurenci a její design zahrnuje matematiku, fyziku a styl některými překvapivými způsoby.
Nový míč, který nazval Trionda (španělština pro „Triwave“), slaví tři hostitelské národy-USA, Mexiko a Kanada-pro první nadnárodní hostový mistrovství světa. Míč je prošíván z pouhých čtyř panelů, což je nejmenší počet pro míč Světového poháru FIFA. A představuje významné snížení z 20-panelované koule Al Rhila, která byla použita v roce 2022.
Konstrukce nějakého fotbalového míče závisí na věkové otázce: Jak může člověk vyrobit zaoblené tvary z plochého materiálu? Každý míč Světového poháru FIFA dosud si vypůjčil inspiraci z nejjednodušších matematických trojrozměrné tvary: Platonické pevné látky. Těchto pět tvarů je jediné konvexní polyhedrony postavené z kopií jediného pravidelného polygonu, kde se v každém rohu setkává stejný počet ploch.
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Icosahedron, který má 20 trojúhelníků a relativně podobný vzhledu, se zdá být slibný, ale stále je příliš špičatý na to, aby se kolem něj převalil. Pokud odřízneme (nebo zkrátíme) body icosahedronu, každý z trojúhelníků se stane hexagonem a každý z bodů se stane pětiúhelníkem.
Standardní fotbalový míč je odvozen od zkráceného icosahedronu.
Toto je tvar klasického fotbalového míče, původně nazývaného Telstar Ball a používaný v oficiálním zápase Světového poháru FIFA v roce 1970. Stark černobílé barevné schéma mělo zvýšit viditelnost Černobílé televizorykteré v té době stále převládaly.
Míč Trionda je také založen na platonické pevné látce-tetrahedron-který se zpočátku jeví jako nejmenší koule ze všech slavných tvarů. Tetrahedron je vyroben ze čtyř trojúhelníků, z nichž tři se setkávají v každém bodě. Trik v designu Trionda je ve tvaru panelů. Ačkoli mají tři body jako typický trojúhelník, okraje panelů jsou křivky, které se hodí k sobě, aby míčce daly zaoblenější exteriér.
Trionda Ball z roku 2026.
Tato metoda vytvoření špinavého platonického solidního zaoblení zakřivením okrajů tváří může být pro fanoušky fotbalu známá; Ve skutečnosti design míče Trionda silně evokuje Brazuca, šestipodnický míč založený na krychli, která hrála na mistrovství světa v roce 2014.
Míč Brazuca Světového poháru 2014.
Zakládání míče Trionda na tetrahedron může být riskantní volbou; Poslední zápasový míč založený na tomto tvaru byl velmi kontroverzní. Jabulani míč, jehož jméno znamená „radujte se“ v Zulu, mohl být příliš radostný. Hráči si stěžovali, že to bylo nepředvídatelné ve vzduchu a nereagovalo tak, jak to očekávali. Konstrukce Jabulani kombinovala obě metody přeměny platonické pevné látky v kouli: odříznutí rohů, aby se osm ploch vytvořilo a přeměnil okraje obličeje na křivky. Měl také jedinečný rys, sdílený s žádným z oficiálních zápasových míčků před nebo od té doby: trojrozměrné, sféricky formované panely.
Míč mistrovství světa v roce 2010.
Jabulani možná byl dosud nejoblíbenější míč. Proč to tedy nefungovalo tak, jak bylo zamýšleno? Odpověď má co do činění s „tažením“ – Síla vzduchových částic tlačí zpět na míč, když letí vesmírem. Obvykle, čím rychleji se míč pohybuje, čím více zažívá tah, který může zpomalit a změnit jeho trajektorii. Každá koule však má také „kritickou rychlost“, kterou se tažení na míči výrazně snižuje. Čím hladší je míč, tím vyšší je kritická rychlost bariéra. To je důvod, proč povrchy golfových míčků mají jamky: snižují kritickou rychlost a pomáhají míčům pohybovat se rychleji vzduchem. Tyto účinky znamenají, že Rounder a Smocled není vždy lepší – a mohou vysvětlit nepředvídatelné chování Jabulani.
Minimalizace odporu je pravděpodobně důvod, proč má Trionda míč divoty na svém povrchu a nabízí další důvod pro jeho meandrující švy. Návrháři míčů používají kombinaci povrchové textury, délky švu a hloubky švu, aby dosáhli správného množství „drsnosti“, takže hráči jsou s míčem pohodlné, když vstoupí na pole.
Zatímco množství drsnosti je důležité, umístění švů a povrchové textury může také ovlivnit spolehlivost míče ve vzduchu. Zejména se vědci obávají „knuckleball efektu“, pojmenovaného po určitém baseballovém hřišti. Když se míč rychle roztočí vzduchem, záleží na jeho drsných prvcích méně; Míč se pohybuje, jako by byly tyto funkce rovnoměrně distribuovány. Ale pokud je míč postaven nebo kopne způsobem, který minimalizuje točení, budou jeho drsnější oblasti cítit jiná množství tažení než plynulejší strany, což způsobí, že se nepředvídatelně pohybuje. Tento efekt je dobrý pro baseballový džbán, který chce ztěžovat míč, aby těsto zasáhl, ale ne tolik pro fotbalového hráče, který chce, aby míč šel přesně tam, kam se zaměřují. Aby se tomuto účinku vyhnuli, návrháři fotbalových míčků se často snaží dělat koule co nejvíce symetrické; Chtějí, aby míč vypadal stejně z různých úhlů, když se otáčí. Symetrie je jedním z obav, které mají odborníci ohledně míče Trionda; Protože je založen na tetrahedronu, má méně symetrie než například klasický Telstar Ball. Zatímco míč Telstar vypadá přesně stejně v 60 možných pozicích, koule Trionda má pouze 12 rotačních symetrií.
Hráči budou pečlivě sledovat, jak všechny tyto vlastnosti mohou ovlivnit způsob, jakým míč hraje na hřišti. Sledování vývoje míče a rozsáhlé procvičování s míčem zápasu je „velmi důležité“, říká Brad Friedel, brankář v důchodu, který hrál na příslušných národních týmech USA ve dvou světových pohárech a dvou olympijských hrách. Při testování nového míče říká: „Prostě projdeš normální trénink a (viz), jaké malé nuance to má. Má dobrou přilnavost, když je suché? Je to dobré, když je mokrý? Jaký je let na křídlech čipu?“
Z různých tvarů míče obecně, Julia Grosso, záložník pro fotbalový klub Chicago Stars, který hrál v kanadském týmu v posledních dvou ženských světových pohárech, říká: „Je to spíše o tom, jak můžeme spolupracovat jako tým, abychom vyhráli spíše než s jakým druhem míče.“ Dodává však, že praktikování s konkrétním míčem před hrou „opravdu pomáhá“ získat pocit, jak bude reagovat a podle toho se přizpůsobit.
Hráči nejsou jediní, kteří se touží po ruce na nové koule. „Umírám, abych držel (Trionda), abych viděl, jaké to je a jaká je struktura švu, a to všechno,“ říká sportovní fyzik John Eric Goff z University of Puget Sound. Jakmile bude míč oficiálně propuštěn, on a jeho kolegové provedou testy větrnýho tunelu, aby analyzovali své přesné fyzikální vlastnosti. Zatímco většina fanoušků fotbalu bude pro hráče zakořenit, celé sítě umělců, inženýrů a vědců budou zakořenit míč.
