Твърдият "трясък" на крак към футболна топка, като например, когато вратар като Бил Хамид от D.C. United изпраща топката на удар от удар, ви съобщава, че топката се изпраща със значителна сила. Законите на движение на сър Исак Нютон ви позволяват да определите разумно точно колко сила се упражнява по време на удара.
Топката
Регламентирана футболна топка за възрастни тежи около 1 килограм Законите на играта, обнародвани от международната управа на ФИФА, уточняват, че топката тежи между 14 и 16 унции в началото на мача. Това означава 0,45 кг, което е ценно, тъй като метричните мерки обикновено се използват за измерване на силата на футболните удари. Топката се изпомпва с въздух между 8,5 и 15,6 паунда на квадратен инч, така че да има твърда сферична форма, която може да бъде изритана.
Кръчмата
Времето за контакт между обувката на играча и топката е 0,05 секунди, според Джеймс Уоткинс, професор по спортни науки в Университета Суонси в Обединеното кралство, в "Въведение в биомеханиката на спорта и физическото упражнение". Скоростта на изстреляната топка е 30 метра в секунда, или 67 мили в час, отбелязва той. Силата на топката може да се определи, като се използва импулсната инерционна форма на втория закон за движение на Нютон, според който силата се равнява на теглото на топката по време на нейната скорост, разделена на времето на контакт с крака.
Изчисленията
В примера за изстрелване, изминаващ 30 метра в секунда, силата е 270 Нутони. Тази цифра е получена от 0,45 кг, теглото на топката, пъти 30 метра в секунда, разделено на 0,05 секунди. За да преобразувате Нютони, метрична мярка на сила, към втора мярка, наречена килограмова сила, която измерва сила в единици на базата на силата на тежестта върху 1 кг, прилагате формула, която 1 кг е равна на 9,81 Нютона. Това дава резултат от 27.52 kgf за силата на средния футболист, който рита топката. Изчисляването на 270 Нютона може да бъде преобразувано в сила със стандартна мярка от около 1,200 фунта сила, като се раздели на всеки Нютон с 0,22481. Силата на паунда, наричана също просто килограм, също се равнява на гравитационната сила на маса от 1 килограм.
Средна
В "Биомеханичните характеристики и детерминантите на футболния фут", Елефтериос Келис от отдела по спортни науки към Аристотелския университет в Гърция състави скорост на топката от ритници, съобщени в 27 научни изследвания. Скоростта на топката се движеше от ниско от 14,9 метра в секунда при младежи на възраст между 10 и 17 до 30 метра в секунда за професионални футболни играчи, като много възрастни аматьори можеха да изпратят топката на 25 метра в секунда. Паунда на сила може да бъде изчислена, знаейки, че теглото на топката е постоянно за всички изследвания, като се предполага, че времето за контакт на обувката също е доста постоянно за около 0,05 секунди. По този начин, докато професионалните играчи изпращат топката на 30 метра в секунда и 1200 килограма сила, средният възрастен играч изпраща топката на около 25 метра в секунда въз основа на ритник от 1,000 килограма сила, докато средните младежки играчи могат да съберат топка скорост от 14,9 метра в секунда, което означава само 600 килограма сила.
