Футбол больше наука,чем просто игра?

                    МБОО - Старокулаткинская средняя школа №1

р.п. Старая Кулатка Ульяновской области

Заочная международная научно-исследовательская конференция, посвященная 300-летию со дня рождения

 Каюма Насыри

Научно-исследовательская работа по теме

«Футбол больше наука, чем просто игра? »

Предметно - тематическое направление:

 математика и физика.

                                                          Работу выполнил ученик 10 класса

                                                   Бадаев Ильяс Шамилевич

Руководители – учителя математики и физики:

                                                        Умярова РяхимяАбдулловна,

Халикова Римма Зякярьевна.

Старая Кулатка

                                                    2020 год

                                                     Содержание.

Введение        2

I. Обзор литературы.        3

1. История возникновения футбола .        3

2. Строение старинных и современных футбольных мячей.        3

II. Исследовательская часть.        5

1. Свободные и штрафные удары с учётом тактических расчётов.        5

2. Связь футбола с другими науками.        5

3. Реклама футбола .        7

Заключение.        8

Список литературы        9

Приложение..............................................................................................................

Введение

Актуальность темы:

На сегодняшний день, футбол является одним из самых популярных видов спорта во всем мире. В каждом уголке нашей планеты, есть преданные поклонники и ярые фанаты, своих сборных и футбольных клубов, готовые платить немалые деньги за абонемент на матчи любимых команд. Но мне иногда приходится слышать от многих взрослых людей и просто от моих ровесников мол, - «Зачем нужно тратить настолько большую сумму денег, чтобы просто посмотреть, как 22 человека пинают мяч и пытаются загнать его в ворота?». Мне как заядлому болельщику и игроку , стало интересно, а может ли такой вид спорта как футбол, сочетать в себе законы физики и математические расчёты? Я решил это доказать.

Цель исследовательской работы.

Доказать, что в футболе математика и физика взаимосвязаны.

          Задачи:

1. Изучить теорию возникновения футбола;
2. Изучить строение и способы производства старинных и современных

футбольных мячей, используя научно-популярную литературу, ресурсы Интернет;

3. Изучить,  с какими науками ещё связан футбол;
4. Провести практические исследования,  доказывающее данную гипотезу;
5. Проанализировать результаты эксперимента.

Методы работы -  поиск, эксперимент, анализ.        

Гипотеза – Я предположил, что если на футбольной тренировке применить некоторые законы физики и математики, то это значительно повысит КПД точных ударов и технику владения мячом.

Объект исследования – футбольные ворота, мяч, бутсы.

I. Обзор литературы.

1. История возникновения и развития футбола.

Точной даты возникновения футбола неизвестно, но можно с уверенностью сказать, что история футбола насчитывает не одно столетие и затронула немало стран. Игры с мячом были популярны на всех континентах, об этом говорят повсеместные находки археологов. В Древнем Китае существовала игра, известная как «Цуцзюй», упоминания о которой были датированы вторым веком до нашей эры. По заявлению ФИФА в 2004 году, именно она считается наиболее древней из предшественников современного футбола.

В Японии подобная игра носила название «Кемари» (в некоторых источниках «Кенатт»). Первое упоминание о Кемари встречается в 644 году нашей эры. В Кэмари играют и в наше время в синтоистских святилищах во время фестивалей. В Австралии мячи делали из шкур крыс, мочевых пузырей крупных животных, из скрученных волос. К сожалению, правила  игры не сохранились. В Северной Америке тоже был предок футбола, игра называлась «pasuckuakohowog», что означает «они собрались, чтобы поиграть в мяч ногами». Обычно игры проходили на пляжах, мяч пытались забить в ворота шириной около полумили, само же поле было в два раз длиннее. Число участников игры доходило до 1000 человек.

                           2. Строение старинных и современных футбольных мячей.

В 1930 году на первом чемпионате мира по футболу в Уругвае, в финальном матче Уругвая и Аргентины, были представлены два «революционных» по тем временам мяча. С началом первого тайма обе команды играли мячом, предложенным аргентинской стороной. Это был 12 панельный мяч «Tieonto», который каким- то образом помог гостям уйти на перерыв со счётом 1:2. Но волей случая во втором тайме, «Тьенто» лопнул, и ввиду этого хозяева ввели в игру свой мяч «T-Model». Он был довольно таки тяжёлый и немного больше аргентинского, уже завершивший матч в пользу хозяев 4:2. С  того самого времени технологии производства мячей претерпели кардинальные изменения. Вышесказанные мячи были изготовлены в основном из кожи, которая при сухой погоде не имела никаких претензий, но в сырых условиях мяч становился настоящим «ядром», особенно это замечали футболисты при игре головой, а об аэродинамике даже речи не шло. Но время шло и  уже в 1970 году изготовлением футбольных мячей на Чемпионаты Мира, занялась компания «Аdidas». 31 мая 1970 года был представлен мяч «Telstar». Он был изготовлен из кожи и имел форму усечённого икосаэдра, состоящего из 12 чёрных пятиугольников и 20 белых шестиугольников. С тех пор немецкая компания уже на протяжении 50 лет производит футбольные мячи на мировые футбольные чемпионаты. Было изготовлено свыше десятка круглых снарядов, но один из них привлёк моё внимание больше других. В 2010 году на Чемпионате Мира в ЮАР  Adidas презентовали уникальный мяч Jabulani. Он отличался от остальных своих предшественников  своим строением. Jabulani состоит, внимание, из восьми панелей соединенных между собой технологией термосклеивания (Приложение 1) Но оказалось, что длина стыков соединения между пластинами  была маленькой, что  довольно сильно влияет на траекторию полёта и аэродинамику мяча. В результате этого многие футболисты, стали жаловаться на «странное» поведение мяча в полёте. Так вратарь сборной Бразилии 2010 года Жулио Сезар высказался о Jabulani в прессе, - «Создатели мячей всегда пытаются создать дополнительные сложности вратарям. Такое положение вещей уже стало традицией, современный футбол якобы нуждается в зрелищности. Вратарям остаётся только терпеть и приспосабливаться. «Была такая проблема, я не сказал бы,  что с Jabulani она была критичной, но то, над чем мы работаем, помимо всего – это более «правильные» швы и стыки,»- сказал один из инженеров немецкой компании. Что же,  исходя из всего вышесказанного, можно сказать, что физике в футболе, ведь аэродинамика - это наука, изучающая движение воздушных масс и их воздействие на тела, находящиеся в потоке. Аэродинамика проявляется везде, где есть воздух, а он на Земле есть практически везде. Но окончательно доказать, что физика применяется в футболе, я решил в исследовательской части.

                                    II. Исследовательская часть.

Для справки: Штрафные удары – это один из видов наказания в футболе. Их применять в основном за грубые отборы мяча, игру руками и другие противоправные действия футболистов. При исполнении штрафного удара команда, нарушившая правила, имеет право поставить «стенку», из 3-4 игроков, которые будут максимально закрывать обзор створ ворот, бьющему футболисту. При проведении моей тренировки, «стенка» отсутствовала.

1 Свободные и штрафные удары с физическими расчётами.

Итак, разберём, какие силы действуют на мяч во время удара.  Сначала, когда мяч ещё лежит на газоне, на него действует, конечно же,  сила притяжения Земли, или же сила тяжести F=mg. В момент самого удара нога футболиста, сделав мах под определённым углом, взаимодействует с мячом благодаря силе упругости    

F упругости = -kx. А после свободного падения и отскока, мяч находится под действием целых двух сил: силы сопротивления воздуха F=N/V, и сказанной выше силы тяжести F=mg. После определения формул, я приступил к самим ударам.  Первый удар я нанёс довольно плотно под углом в 45 градусов с малым разбегом, в итоге я промахнулся. Это объясняется тем, что удар моей стопы, пришёлся не в середину мяча, а под его нижнюю часть, вследствие чего снаряд полетел не прямо по задуманной мною траектории, а вверх,  так как сила моего удара пришлась не в центр тяжести футбольного мяча. Но это не единственное доказательство моей гипотезы. Во второй раз, я решил попробовать ударить ни сколько на силу, сколько на точность, с подкруткой. Ударив во второй раз,  я попал в правый верхний угол ворот, и этому есть физическое объяснение. Дело в том,  что я взял угол не намного больше, чем при первом ударе, примерно в 60 градусов и ударил не в упор, я по касательной мяча, придав ему период вращения, в результате чего, траектория мяча не прямая, а кривая,  что и способствовало попадания мяча в ворота. Сопротивлением воздуха при обоих ударах, я пренебрег, так как погода была безветренная и сухая. Но на этом я не остановился. Потренировавшись ещё полтора часа,  я решил попробовать ударить как в первый раз, но уже учитывая свои ошибки. Итак,  после удара мяч полетел ровно по прямой траектории. Дело в том, что сила,  с которой я ударил по центру мяча, распределилась равномерно по всему мячу, вследствие чего направление полёта мяча, оправдало мои ожидания. Ну и в заключении  своего опыта, я с уверенностью могу сказать, что моя гипотеза подтвердилась. Я пробовал бить, надеясь на свой опыт и с учётом законов физики и математики. Результаты видны на лицо, физика действительно повышает точность и КПД  штрафных ударов, что и требовалось доказать.          

2. Связь футбола с другими науками.                                                                                                                                  Математика. Сетка ворот различается формой ячеек, они могут быть в форме квадрата, шестигранника и ромба. Ширина линии ворот равна диаметру стоек и перекладины. Ворота условно делятся на девять квадратов: три ряда по три квадрата. Каждому квадрату присваивается номер от 1 до 9. Счёт начинается с нижнего ряда, так что над первым квадратом располагается четвёртый, над четвёртым—седьмой, и т. д. Поле делится на две абсолютно симметричные части. Центральный круг имеет радиус 9,15 м. Такой же радиус имеет полукруг штрафной площади с центром в 11-метровой точке. Ширину штрафной площади можно разделить на три равные 5,5 м отрезка, концами которых будут линия вратарской, конец вратарской площади, 11-метровая точка и конец штрафной площади.

При подготовке команд и их тренеров к серьезной схватке с соперниками все математические методы работают как никогда, например, определение оптимального состава на игру в футбольном матче, оптимальной расстановки игроков на футбольной поле. На более низком уровне подготовки (региональные, районные сборные) к сожалению, математические методы в подготовке спортсменов применяются не в полной мере.                                    

                                             3. Реклама футбола.                                        

Я решил провести опрос среди учащихся старших классов нашей школы, чтобы спросить у них, знают ли они,  что- либо о футболе?  Я, конечно, предполагал, что большинство учащихся, будут мало заинтересованы этим видом спорта, но меня приятно удивило то, что многие ученики знали о многих российских и европейских футбольных командах и про то,  что некоторые точные науки так или иначе связаны с футболом.                                                                                                           

                                                          Заключение.  

Игра в футбол  учит думать. Умение думать — одно из самых полезных умений для самостоятельной и зрелой жизни человека. В футбол играют не только для того, чтобы поддержать физическое здоровье, но и развивать логическое мышление, и получить эстетическое удовольствие.

  Проведенная нами работа привела к  таким выводам, что:

• В футболе математика и физика  встречаются в виде различных статистических данных, замеров и выкладок. Они используются как в отдельном матче, так и на протяжении более длительных периодов.
• Математическая статистика и моделирование матчей решают практические задачи в футболе,  помогая командам достичь высоких результатов.
•  Использование  математических методов помогает при расчете нагрузок на тренировках.

В нашей  работе мы показали, что футбол, математика, физика  тесно связаны для достижения высоких спортивных результатов.  Практическая ценность состоит в том, что наша работа помогает понять, что футбол - маленькая головоломка, которая при правильном пользовании помогает решить более сложные вопросы, ну а головоломки, как известно, помогают постоянно стимулировать процессы мышления, развивать и укреплять память.

                                   Список литературы

                                                      Приложение                                     

Приложение 1.

.