Ist es möglich, einen Fußball so hart zu treten, dass er eine Person zurückstoßen kann?


Beste Antwort

In keinem wirklichen praktischen Sinne. Ein regulärer Matchball wiegt ungefähr 1 Pfund (knapp 0,5 kg / ~ 5 N). Dies sind ungefähr 0,5 – 1\% des Gewichts / der Masse eines Fußballspielers.

Man kann die Massen-, Energie- und Impulsgleichungen durchgehen (und eine andere Antwort tut dies) und schnell erkennen, dass es dauern würde Eine enorme Geschwindigkeit des Balls, um einen erkennbaren Einfluss auf die „durchschnittliche Bewegung des starren Körpers“ eines Menschen zu haben.

Um genügend Schwung zu haben, um eine Person zurückzustoßen, wäre selbst ein paar Zentimeter der Ball erforderlich weit über 100 Meilen / Stunde (~ 160 km / h) unterwegs sein. Es ist nicht nur physisch unmöglich, dass selbst der mächtigste Kicker der Welt diese Energie tritt, sondern ehrlich gesagt, selbst wenn man so schnell treten könnte, ist es wahrscheinlicher, dass der Ball bricht ODER die Hand / Füße des Empfängers beschädigt werden als diese Halten Sie den Ball und absorbieren Sie diese Energie vollständig.

Jede „Rückwärtsbewegung“, die auf einen gegen den Spieler getretenen Ball zurückzuführen zu sein scheint, ist mit ziemlicher Sicherheit ein Ergebnis, anstatt dass der Spieler selbst die Richtung ändert, um den Ball zu erhalten (anstatt eine Antwort auf den Ball).

Antwort

Möglicherweise, aber ich bezweifle es.

Jemanden zurückzustoßen bedeutet, dass ein Teil des Schwunges des Balls dies tun würde in sehr kurzer Zeit auf die Person übertragen werden.

Impuls ist Masse mal Geschwindigkeit (mv). Ich habe keine Ahnung, wie groß die Masse eines Fußballs ist, aber sie muss unter 1 kg liegen. Tatsächlich liefert eine schnelle Internetsuche eine Tabelle auf einer Website, die mehrere Schätzungen aus verschiedenen Quellen enthält, fast alle unter 500 Gramm.

Ich weiß nicht, welche Dynamik erforderlich wäre, um jemanden zurückzustoßen, aber wir können Versuchen Sie und gastieren Sie:

Wenn jemand um die Hälfte der Erdbeschleunigung beschleunigt wird, sind dies etwa 5 m / s ^ 2.

Weil die vom Ball ausgeübte Kraft der Änderung entspricht im Impuls (vorausgesetzt, die dafür benötigte Zeit ist kurz genug) und die Kraft ist Masse mal Beschleunigung:

ma = d (mv) / dt = m dv / dt

also

a = dv / dt (was per Definition zutrifft)

Wählen Sie für dt eine entsprechend kurze Zeit, in der die Person zurückgestoßen wird, und nehmen Sie a = 5 m / s ^ 2, Sie können den dv finden, den die Person erfährt.

Mit einem dt von 0,1 Sekunden wird dv zu 50 m / s.

Für eine Person mit der Masse m bedeutet dies eine Impulsänderung von 50 m Der Ball hat die Masse M und die Geschwindigkeitsänderung dV, was ergibt:

mdv = MdV => dV = (m / M) dv

oder Hinzufügen der Berechnung für dv :

dV = (m / M) (a / dt)

Beachten Sie, dass, wenn der Ball von der Person zurückprallt, dies zur Impulsänderung beiträgt; Geschwindigkeit und Impuls sind Vektoren, daher würde eine Richtungsänderung eine Änderung des Vorzeichens der Größe bedeuten. Wenn der Ball mit der gleichen Geschwindigkeit zurückprallt, überträgt er den doppelten Impuls.

Wenn die Geschwindigkeit des Balls nach dem Rückprall x-mal so hoch ist wie zuvor, wird (1 + x) MdV übertragen und

dV = (m / (1 + x) M) (a / dt)

Einfügen einiger Zahlen (entweder Schätzungen oder bekannte Werte) für a, dt, m und M gibt Ihnen die erforderliche Geschwindigkeit.

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