プロサッカー選手のスゴイ技術

２０２２年サッカー・カタールワールドカップのスペイン戦で、後半開始早々に堂安律選手が放った矢のような同点シュートは、実に鮮烈！　ゴールから18ｍ離れたところから水平方向への時速１２０㎞／ｈのシュートでした。では、堂安選手がボールをどのようにキックしたのかを、ボール軌道（動画による）から分析してみましょう。

ボールの放物軌道の最高点はゴール（高さ2・44ｍ）の半分程度だったので、最高点ｈは１・２ｍとします。そうすると蹴り上げ角度αは8・28°、その角度方向のキック速度Ｕは１２１・３㎞／ｈと計算できます。キックからゴールまでの時間は0.35秒です。堂安選手の左足でボールのどこを蹴ったのか図１中の式をもとに見積もってみましょう。映像から、上からボールを見ると時計方向に回転し、回転角速度ωはゴールするまでに水平面内で２回転（720°＝4πrad）するものでした。ということは、回転角速度ωは0・35秒で4πradとなるため、ω＝36rad/sと計算できます。

サッカーボールの質量はＭ＝0・43ｋｇなので、これを瞬間的（0・02 秒）に１２１・3㎞／ｈ（33・7ｍ／ｓ）に加速する力のＦは、運動方程式からＦ＝７２５Ｎとなります。

直径は22㎝（＝0・22ｍ）、半径ｒはｒ＝0・11 ｍ。これらの情報によって、ボールの進行方向から0・09°左側方向へ上向き8・23°へ蹴り上げたことがわかります。ボールの大きさと球速で、無回転ボールの抵抗係数ＣＤは0・09と見積もれます。この値は通常でのＣＤ値が0・45なのに対して値が小さいため、ほぼ減速することなく飛んでいくはずです。堂安選手のシュートは、ボールに回転が加わると軌道が右にカーブしてゴールポストの外へ飛んでいく可能性がありました。その回転を押さえて蹴ったことが、まさに職人技的なピンポイントの蹴りだったと説明できるのです。

出典：『眠れなくなるほど面白い　図解　すごい物理の話』著/望月修