НОВИНИ


ДВИЖЕНИЕТО​ НА ФУТБОЛИСТИТЕ Е КАТО ПОВЕДЕНИЕТО НА ЧАСТИЦИ​ В ТЕЧНОСТ
14.07.2017

Траектории на движението на четирима играчи за 5 минути от футболен мач
Benjamin Kadoch et al. / Physical Review Fluids, 2017

Вероятно тази новина ще ви изненада, но според учени от Лион футболистите изглежда се движат по терена почти по същия начин, както се движат частиците в хаотичен поток от течност, съобщава New Scientist.
 

Изследването е публикувано в списание Physical Review Fluids.

Множество сложни физични процеси имат своите аналози в явления от ежедневието. Едно от тeзи явления е поведението на групи от хора. Движението на отделен член на тълпата или групата има конкретна цел и посока, която, обаче, не е задължително да съвпада с общото поведение.

Френските изследователи решават да сравнят поведението на хаотично движещи се частици с играчите на футболния терен и да намерят между тези процеси общи закономерности.

Екипът на Вутер Бос (Wouter Bos) от École Centrale de Lyon наблюдава поведението на частици в течност с турбулентен поток като взема една точка и я проследява нейната спирална турбулентна траектория, и оценява за какъв период от време се променя средно.

Ако наблюдавате движението на частица за един кратък период от време, изглежда, че тя се движи гладко по права линия. Но за по-дълъг период от време частицата започва да променя посоката си хаотично. Ако течността е отдалечена от всякаква граница, средно ъгълът й на отклонение е 90 градуса. Логично, защото това е средната стойност от всички възможни промени в посоката от 0 до 180 градуса - и се диктува от липсата на хомогенност в течността.

Но ако ограничи областта, например се конфигурира течността в правоъгълно пространство като футболно игрище за дълъг период от време, средно частиците се променят с ъгъл от 120 градуса.

За да потвърдят, че тези ефекти се дължат на правоъгълното ограничение, а не на самия поток, изследователите сравняват своите теоретични флуидни частици с данни, взети от сензори на играчи по време на футболен мач на стадион Нюрнберг в Германия.

Футболният мач също е ограничен до двуизмерена кутия, но първоначалните разположения и движенията на играчите (както се надява треньорът) не са случайни, така че всички прилики са чисто геометрични. Независимо от това, сходството е учудващо.

За кратки периоди данните от футболистите не са надеждни: всеки път, когато се движат бавно, а не тичат, като например по време на свободен удар или наказание, е почти невъзможно да се идентифицират техните траектории.

За дълги периоди от време обаче траекторите съвпадат. Средният ъгъл, с който играчите променят посоката си, както и на частиците в турбулентна течност, е 120 градуса.

"Очаквахме някаква прилика, но приликата бе много по-добра от очакванията", коментира Бос. Може би мислите, че играчите ще се движат равномерно във всяка посока, а промените ще са средно на 90 градуса, но те като че ли увеличават този ъгъл, докато преминават насам-натам по по-дългата страна на терена. С други думи, ограничаването от геометричната форма на правоъгълника е по-важно от различната природа на системата или дори факта, че човекът е разумно същество със свои собствени цели.

"Турбуленцията е важен въпрос с много индустриални приложения", коментира Бос. "Почти навсякъде, където нещо се движи във въздуха или във водата, има енергия, която се губи от турбулентност".

Бос се надява, че подобни аналогии ще ни помогнат да разберем много от аспектите на турбурлентните системи, които все още са неясни.


 

 

 
източник: nauka.offnews.bg

 


 
337267