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zoom RSS W杯で使われているサッカーの「ぶれないボール」。どんな工夫がしてあるの?

<<   作成日時 : 2014/07/04 09:51   >>

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★科学★
問題:ブラジルで行なわれているサッカーのワールドカップもいよいよ大詰めですね。日本時間の土曜日の午前1時から準々決勝が始まるようです。
■わが日本代表は武運つたなく敗退してしまいました。ふがいない結果なのに、代表が戻ってきたときの日本人の温かすぎる迎えかたはおかしい…なんて言う人もいるようです。でも、これが日本の文化です。他国と異なり、武士道のある国です。他国に比べて犯罪が少なく、他国と比べて長生きの国です。他国とちがって無意味な非難なんかしません。
■戦っている現場の人たちがいちばん辛い。日本サッカーを統轄する団体は大きな賞金収入を逃しました。選手たちは商品価値を高めることができませんでした。
■ところで、今回のブラジルW杯で使われている球は、前回の南アフリカ大会の球とずいぶん違うそうです。意匠ももちろん異なりますが、最大の差は無回転ボールのぶれ幅にあるらしい。今回の使用球は、ぶれが少ないように工夫されているそうです。
■ではその最大の工夫点は次のどれでしょうか? (今回の球に使われた工夫は無いかもしれませんし、複数かもしれません)
[い]皮の材質を変えた。あえて空気抵抗が大きい素材にした
[ろ]つなぎ目の材質を変えた。空気正面からの風には抵抗が少なくなるものにした
[は]重心が球のど真ん中に来ている球だけを選別し使っている
[に]今までは5角形と6角形の2種の形の皮を貼り合わせていた。今回は3種の形の皮に変えた
[ほ]今回は手裏剣のような形の皮に変え、つなぎ目を長くした
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[ほ]今回は手裏剣のような形の皮に変え、つなぎ目を長くした
説明:2010年(平成22年)の南アフリカ大会で使われた公式球はジャブラニと呼ばれるそうです。こちらは8枚の皮を貼り合わせたものらしい。写真で見る限りでは8枚というのがあまりわかりません。いちおうごらんください。
◇*HP「ジャブラニ - Google 検索」
https://www.google.co.jp/search?q=%E3%82%B8%E3%83%A3%E3%83%96%E3%83%A9%E3%83%8B&hl=ja&rlz=1T4GGHP_jaJP523JP523&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=Eh21U_CiGIX28QWouYDQCw&ved=0CAgQ_AUoAQ&biw=1670&bih=891&dpr=1.15
ちなみに、白地に黒のブチが入ったよく見かけるサッカーボールは5角形と6角形計32枚の皮を貼り合わせたものだそうです。
■ボールの表面でいちばん空気抵抗の影響を受けやすいのがつなぎ目らしい。皮の数が減り、つなぎ目が減ったジャブラニは当然ながらゆれにくい安定したボールと思われていたそうです。ところが意外にもぶれ球を生みやすかった。まっ、おかげでデンマーク戦での本田選手のフリーキックも決まったのかもしれませんけど。
■つなぎ目が少ないのになぜぶれるのか。つなぎ目の非対称性に原因があるらしい。真っ正面から飛んでいく無回転ボールなら上下左右に均等に力を受けてぶれないのかもしれません。ところが無回転ボールといっても実際にはわずかに回転します。当然受ける力は上下左右のどの方向かに偏るらしい。ぶれてしまいます。
■ブラジル大会の公式球はブラズーカと呼ばれます。こちらは角のとれた十字手裏剣のような形の皮を貼り合わせているらしい。貼り合わせる皮の枚数は6枚だそうです。
◇*HP「ブラズーカ - Google 検索」
https://www.google.co.jp/search?q=%E3%82%B8%E3%83%A3%E3%83%96%E3%83%A9%E3%83%8B&hl=ja&rlz=1T4GGHP_jaJP523JP523&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=Eh21U_CiGIX28QWouYDQCw&ved=0CAgQ_AUoAQ&biw=1670&bih=891&dpr=1.15#hl=ja&q=%E3%83%96%E3%83%A9%E3%82%BA%E3%83%BC%E3%82%AB&tbm=isch
■ジャブラニでは1.98mだったつなぎ目の長さが3.32mになったらしい。空気抵抗は増えます。でも上下左右から均等に受けやすいため、ぶれが減るそうです。
■上下左右をバネで固定し、風速20mの風を浴びせた結果では、ジャブラニが受ける力とブラズーカが受ける力は驚くほどに違います。ジャブラニでは上下左右にほぼ6ニュートンぐらい受けていますが、ブラズーカでは上はほとんどなし、下は3ニュートンほど、左右は2ニュートンずつでしょうか。
■ちなみに1ニュートンは約100gの物を持ったときに受ける力らしい。サーカーボールの重さは410〜450gの範囲内とされているようです*2。
◆参考*1:雑誌「ぶれにくく進化したサッカーボール」Newton (ニュートン) 2014年7月号11頁、ニュートンプレス
◇*2HP「サッカーボール - Wikipedia」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B5%E3%83%83%E3%82%AB%E3%83%BC%E3%83%9C%E3%83%BC%E3%83%AB

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コメント(2件)

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つなぎ目を完全になくしたボールを作ったら、より完璧かもしれませんね。
そうすると面白味がなくなるかな?
ねこのひげ
2014/07/06 05:30
コメントをありがとうございます。

 つなぎ目がまるでなくなったらどうなるのかな。面白い提案ですね。
 実験的に試す価値はありそうですよね。すでに実験されているのかな。もしそうなら結果を知りたいですね。
(^^;)
ねこのひげ様<素町人
2014/07/06 09:39

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