Apa
yang dilakukan pemain-pemain sepak bola sangat erat kaitannya dengan fisika.
Sebut saja ketika melakukan tendangan bola ke gawang, ia dapat mengatur
kecepatan dan sudut elevasi bola secara baik. Terlalu besar sudut elevasi dan
kecepatannya, bola akan melewati mistar. Sebaliknya jika sudut elevasi dan
kecepatan terlalu kecil, bola tidak akan sampai ke gawang.
For your info, sebenarnya pemain sepak bola bisa diapresiasikan sebagai ahli
fisika di lapangan hijau. Karena, setiap pemain bola sebisa mungkin harus mampu
mengukur dengan tepat berapa besar gaya yang harus diberikan dan ke mana arah
bola harus ditendang. Ujung-ujungnya kecepatan bola menjadi sangat kencang dan
akurat.
Dan sepak bola sebenarnya adalah permainan fisika. Kita akan menikmati mengapa
lintasan bola berbentuk parabola, bagaimana tendangan pisang, dan mengapa
seorang penjaga gawang sangat susah menahan tendangan penalti. Intinya seorang
pemain profesional kala dilengkapi dengan ilmu fisika akan dapat memperbaiki
skill dan kemampuannya.
Gerakan parabola
bola yang ditendang
dengan sudut elevasi tertentu akan membentuk lintasan parabola. Bentuk lintasan
ini akan sangat dipengaruhi oleh gaya gravitasi Bumi, kecepatan, dan sudut
elevasi bola.
Tanpa gravitasi, bola akan bergerak lurus ke atas.
Gravitasilah yang menarik bola turun. Semakin besar gravitasi semakin cepat
bola jatuh ke tanah. Bandingkan dengan di Bulan. Dengan tingkat gravitasi yang
lebih kecil, lintasan bola yang ditendang-misalnya-oleh seorang astronout akan
menjadi lebih jauh, dibandingkan kala ia menendang sebuah bola di Bumi.
Buat sedikit bocoran ya, kita ingin kan punya tendangan yang keras dan jauh?
Untuk melakukan hal itu, seorang pemain sepak bola harus menendang bola sekeras
mungkin dengan sudut elevasi 45 derajat.
Tendangan pisang
Siapa yang enggak kenal sama Pele. Legenda hidup asal Brasil itu terkenal
dengan tendangan pisangnya. Atau sudut dunia mana sih yang enggak kenal sama
David Beckham? Kapten timnas Inggris ini juga punya senjata andalan berupa
tendangan bebas melengkung nan akurat.
Kita
tentu masih ingat gol-gol manis David Beckham melalui tendangan bebasnya, yang
dilakukan sekitar 30 meter di depan gawang. Beckham menendang bola dengan
kecepatan sekitar 120 km per jam, bola melambung sekitar 1 meter melewati
kepala para pagar betis itu dan secara tiba-tiba bola membelok serta masuk ke
gawang lawan (Gb 2).
Bagaimana David Beckham melakukan ini?
Seorang pengamat sepak bola Keith Hanna mengatakan bahwa Beckham melakukan ini
karena otaknya yang genius dapat memproses perhitungan fisika yang kompleks
secara cepat sekali. Peneliti lain dari Universitas Sheffield, Inggris,
mengatakan hal yang sama, “…Beckham was applying some very sophisticated
physics.”
Lintasan bola yang menyerupai bentuk pisang ini sudah lama menjadi perhatian
para peneliti.
Gustav Magnus tahun 1852 pernah meneliti kasus sebuah bola yang bergerak sambil
berotasi (Gb 3). Gerakan bola ini menimbulkan aliran udara. Akibat rotasi bola,
aliran udara yang searah dengan arah rotasi bola (A) bergerak relatif lebih
cepat dibandingkan aliran udara pada sisi bola yang lain ( B ). Menurut
Bernoulli, semakin cepat udara mengalir, semakin kecil tekanannya. Akibatnya,
tekanan di B lebih besar dibandingkan tekanan di A. Perbedaan tekanan ini
menimbulkan gaya yang membelokkan bola ke arah A. Membeloknya bola akibat
perbedaan tekanan udara ini sering disebut efek magnus untuk menghormati Gustav
Magnus.
Pada
tendangan bebas bola yang bergerak dengan kecepatan 110 km per jam dan berotasi
dengan 10 putaran tiap detiknya dapat menyimpang/membelok lebih dari 4 meter,
cukup membuat penjaga gawang kebingungan.
Yang juga membuat tendangan Beckham lebih spektakuler adalah efek lengkungan
tajam di dekat akhir lintasan bola. Lengkungan tajam yang tiba-tiba inilah yang
membuat kiper-kiper terperangah karena bola berbelok begitu cepat dengan
tiba-tiba. Apa yang menyebabkan ini?
Peneliti Inggris, Peter Bearman, mengatakan bahwa efek magnus akan mengecil
jika kecepatan gerak bola terlalu besar atau rotasinya lebih lambat. Jadi untuk
mendapat efek magnus yang besar, seorang harus membuat bola berputar sangat
cepat, tetapi kecepatannya tidak boleh terlalu cepat. Ketika Beckham menendang
bola secara keras dengan sisi sepatunya sehingga bola dapat berotasi cepat
sekali, bola melambung dan mulai membelok akibat adanya efek magnus. Gesekan
bola dengan udara akan memperlambat gerakan bola (kecepatan bola berkurang).
Jika rotasi bola tidak banyak berubah, pengurangan kecepatan dapat menyebabkan
efek magnus bertambah besar, akibatnya bola melengkung lebih tajam, masuk
gawang, membuat penonton terpesona dan berdecak kagum.
Menyundul
Menyundul merupakan bagian penting dalam sepakbola. Banyak gol tercipta melalui
sundulan kepala. Menyundul bola membutuhkan koordinasi yang baik dari kepala,
badan, serta pengetahuan tentang kecepatan bola dan arah sundulan.
Ada 2 posisi menyundul bola: 1) ditempat dengan melompat vertikal 2) berlari
sambil melompat menyambut bola. Pada posisi 2, bola akan bergerak lebih cepat
karena mendapat tambahan momentum dari gerakan kita. Besarnya momentum yang
diterima bola sangat tergantung pada ke elastisan bola dan kekuatan otot tulang
belakang ketika kita menyundul bola. Untuk membuat sundulan sekuat mungkin,
kepala harus ditarik kebelakang sebanyak mungkin (badan melengkung), paha
ditarik kebelakang dan lutut bengkok (Gb. 4). Pada posisi ini terjadi
keseimbangan aksi-reaksi, pemain tidak terpelanting atau terputar dan kepala
siap memberikan sundulan kuat ke bola. Saat bola menyentuh kepala, tubuh harus
setegar mungkin agar lebih banyak energi dapat diberikan ke bola (gerakan otot
dan urat yang tidak perlu akan menyerap energi kita dan dapat mengurangi energi
yang diberikan pada bola).
Waktu
sentuh kepala dengan bola (23 milidetik) yang relatif lebih lama dibandingkan
waktu sentuh kaki ketika ia menendang bola (8 milidetik), memungkinkan kita
untuk mengarahkan bola secara akurat ke arah yang kita inginkan.
Orang botak sering mendapat keuntungan dalam menyundul bola (rambut gondrong
akan menyerap sebagian energi bola sehingga bola yang terpantul akan berkurang
kecepatannya). Tetapi bukan berarti orang gondrong tidak bisa menyundul keras.
Tendangan penalti
Tendangan penalti adalah tendangan yang sangat ditakuti oleh para penjaga
gawang. Tendangan ini dilakukan pada jarak 11 meter dari gawang dan biasanya
jarang gagal. Seorang pemain sepak bola profesional dapat menendang bola dengan
kecepatan sekitar 30 meter per detik (108 km/jam). Dengan kecepatan ini, bola
akan mencapai ujung kanan atas gawang dalam waktu 0,45 detik dan untuk ujung
kanan bawah 0,38 detik.
Menurut perhitungan Sam Williamson, fisikawan di Center for Neural Science New
York, waktu 0,38 detik tidak cukup untuk menangkap bola. Ketika bola ditendang,
penjaga gawang akan bereaksi rata-rata setelah 0,3 detik. Begitu bereaksi, otak
akan memberi perintah pada otot untuk bergerak, ini butuh waktu tambahan lebih
dari 0,1 detik. Itu sebabnya sukar bagi penjaga gawang untuk menangkap bola
yang bergerak cepat itu. Untuk melatih reaksi yang cepat dan tepat dibutuhkan
latihan yang panjang dan pengalaman yang cukup. Itu sebabnya para kiper atau
penjaga gawang dalam Piala Dunia ini rata-rata lebih tua dibandingkan pemain
lainnya.
Agar
berhasil, penendang penalti harus memerhatikan arah angin, rotasi, dan
kecepatan bola. Bola yang berotasi terlalu cepat dapat menimbulkan efek magnus
dan turbulensi udara yang akan menyimpangkan bola. Menurut penelitian,
tendangan yang paling efektif adalah tendangan dengan kekuatan 75 persen sampai
80 persen dari kekuatan maksimum (kecepatan bola sekitar 80 km/jam). Pada
kecepatan ini penjaga gawang sulit menangkap bola dan kemungkinan terjadinya
gol lebih besar dibandingkan dengan tendangan dengan kekuatan penuh.
Bicara sepak bola dengan fisika sangat mengasyikkan dan tak ada habisnya.
Gerakan parabola, tendangan pisang, menyundul, dan tendangan penalti yang kita
bahas di atas hanya sebagian dari asyiknya fisika dalam sepak bola.
Di arena Piala Dunia 2010 yang lalu kita bisa menikmati lebih banyak lagi
bagaimana asyiknya fisika diterapkan dalam sepak bola. Coba saja perhatikan
bagaimana kiper Jerman memanfaatkan hukum pemantulan untuk menepis
tendangan-tendangan maut dari para pemain lawan. Atau juga bagaimana Klose
menggunakan konsep momentum, tumbukan, dan momentum sudut yang tepat untuk
menggerakkan kepalanya dan menyundul bola ke gawang musuh. Lihat juga
Christiano Ronaldo dengan menggunakan keseimbangan yang sempurna melakukan
tendangan voli yang indah dan memasukkan bola ke gawang lawan.
Jadi, untuk menjadi pemain sepak bola yang tangguh, perlu banget belajar
fisika. Betul ga…??
