https://frosthead.com

De wetenschap van de eerste Super Bowl bij koud weer

Momenteel is de voorspelling voor East Rutherford, New Jersey, voor zondagavond een dieptepunt van 26 ° F, met een kans van 10 procent op neerslag. East Rutherford is natuurlijk de site van Super Bowl XLVIII.

gerelateerde inhoud

  • In deze Super Bowl dragen spelers 3D-geprinte schoenplaatjes
  • Bereid je voor op de Super Bowl door deze primer op American Football te bekijken

Deze weersomstandigheden zijn niet bijzonder ongebruikelijk voor voetbalwedstrijden, vooral tijdens de play-offs, en beide teams komen uit steden (Denver en Seattle) die vaak regen en sneeuw ervaren. Maar na 47 jaar Super Bowls gespeeld op zwoele locaties zoals Miami, New Orleans of Tampa Bay - of koepelvormige stadions verder naar het noorden - wordt dit het eerste jaar dat de kampioenswedstrijd bij winters weer wordt gespeeld.

Hoe wordt het spel beïnvloed door de vriestemperaturen en de kans op sneeuw? Wetenschappers hebben natuurlijk het antwoord.

voetbal experiment.png Onderzoekers bestuderen de hoeveelheid kracht die mensen genereren tijdens het grijpen van de bal bij lage temperaturen (Foto via Stevens Institute of Technology)

1. De bal zal moeilijker vast te houden zijn.

Veel voetballers en fans zijn van mening dat koudere temperaturen de bal moeilijker stevig vasthouden, wat leidt tot meer rommel. Een recent wetenschappelijk experiment op het Stevens Institute of Technology in New Jersey, dat net op tijd voor het spel werd uitgevoerd, suggereert dat dit inderdaad waar kan zijn.

Als onderdeel van het experiment gebruikte technisch hoogleraar Antonio Valdevit sensoren om de hoeveelheid kracht te meten die werd geproduceerd door de duimen en middelvingers van verschillende vrijwilligers (inclusief hijzelf) wanneer ze een voetbal zo strak mogelijk bij drie verschillende temperaturen hielden: 68, 41 en 4 ° F (voor de koude temperaturen werden de ballen gekoeld of ingevroren en de handen van vrijwilligers werden ondergedompeld in koud water of ijswater).

Valdevit ontdekte dat de duimen van de deelnemers in alle drie de omstandigheden dezelfde hoeveelheid kracht genereerden, maar hun middelvingers waren veel zwakker in de kou. Andere experimenten, uitgevoerd door ESPN, hebben aangetoond dat mensen die hun hele lichaam onderdompelen in vriestemperaturen (in een gekoelde vrachtwagen) in staat zijn om met ongeveer de helft zoveel kracht vast te houden, omdat de bloedtoevoer naar hun ledematen wordt verminderd om warmte te besparen.

Natuurlijk, geen van deze experimentele vrijwilligers speelt voor de Broncos of Seahawks - maar het feit dat ze geen professionele spelers zijn, betekent niet dat de bevindingen totaal irrelevant zijn. "We kunnen niet zeggen dat bepaald geklungel of gekibbel zal toenemen in het spel, " zei Valdevit in een persverklaring. "Spelers zullen hun grip waarschijnlijk aanpassen bij lagere temperaturen - hun vingers verplaatsen, handschoenen dragen. Maar gezien wat we in een van de vingers hebben gevonden, is het ook mogelijk dat de kou op zijn minst enig effect heeft."

wilson throw.jpg (Foto via voetbalkalender)

2. De bal zal niet zo ver in de lucht reizen.

Koude lucht betekent dichtere lucht - en dat betekent ook dat de bal detecteerbaar hogere niveaus van weerstand zal genereren als hij er doorheen beweegt, of hij nu wordt gegooid, getrapt of geslagen. Eric Goff, professor natuurkunde aan het Lynchburg College in Virginia en auteur van Gold Medal Physics: The Science of Sports schat dat de koude temperaturen in New Jersey zich vertalen in ongeveer acht procent meer weerstand dan wanneer de game in Miami zou worden gespeeld.

Op papier kan dit een bijzonder grote impact hebben op Broncos quarterback Peyton Manning - die zijn thuiswedstrijden een mijl boven zeeniveau speelt, met veel dunnere lucht - maar net als de meeste spelers, heeft hij een behoorlijk deel van spellen bij koud weer ervaren en heeft hij geleerd hoe aanpassen. Toch zou de dichtere lucht de afstand kunnen afleggen die hij de bal in het veld kan gooien.

Voor kickers en gokkers wordt dit sleepeffect nog verergerd door het feit dat koude voetballen te hard worden opgeblazen - in ESPN-experimenten (hieronder weergegeven), een voetbal dat een uur op 10 ° F werd gehouden, werd de luchtdruk met 20 procent verlaagd - waardoor ze minder springerig. Als gevolg hiervan komen ze langzamer van een kicker of punter's voet af en reizen ze over een kortere afstand. Het effect is niet enorm, maar het is niet te verwaarlozen: in spellen met koud weer reizen punters gemiddeld drie meter minder en de nauwkeurigheid van het velddoel daalt met 1, 7 procent.

3. Spelers zullen vaker uitglijden.

“Over het algemeen daalt de wrijvingscoëfficiënt van schoenen en graszoden naarmate de temperatuur daalt. Dat betekent dat er een grotere kans is om in de kou te glijden dan op een warm veld in Miami, ”vertelde Eric Goff aan Metro New York . Hij schat dat de wrijvingscoëfficiënt met 10 tot 12 procent kan worden verlaagd - alweer vergeleken met een spel dat in optimale omstandigheden in Miami wordt gespeeld - wat zou kunnen bijdragen aan meer uitglijden van zowel aanvallende als verdedigende spelers.

Spelers zullen zich zeker aanpassen: hun uitrustingsmanagers hebben zich voorbereid op veel koude spellen en hebben een scala aan schoen- en spike-keuzes tot hun beschikking. Maar spelers slippen tijdens elke wedstrijd, ongeacht welke schoenen ze dragen, en als je het op zondag ziet gebeuren, kan de koude, gladde grasmat een factor zijn geweest.

4. Spelers kunnen meer moeite hebben met ademhalen.

Afgezien van gevoelloze vingers die de bal ook niet kunnen vastgrijpen, kan langdurige blootstelling aan kou andere fysiologische effecten op spelers hebben, waaronder het moeilijker maken om te ademen, vooral na een sprintpartij.

"Het inademen van koude, droge lucht is irriterend voor onze longen en de voering van onze longen, " vertelde Tom Brickner, arts voor de sportteams van de University of North Carolina, aan de New York Times . “Mensen zullen hoesten en het gevoel hebben dat hun borst strakker is. Als u vatbaar bent voor astma, kan dat ook een probleem zijn. '

Natuurlijk kunnen spelers aan de zijlijn kruipen naast kachels en zware jassen aantrekken, maar heen en weer schakelen tussen actief zijn op het veld en inactief zijn aan de zijlijn terwijl de lucht zo koud is, kan ook zijn tol eisen op ademhalingsvermogen van spelers.

bemanning audible.jpg (Foto door Craig Hawkins)

5. Het wordt moeilijker voor spelers om elkaar te horen.

Een groot deel van de overtreding van elk NFL-team is het gebruik van hoorbaarheden (wanneer een quarterback een call vlak voor een spel verandert door tegen zijn teamgenoten te schreeuwen), en vooral Manning is legendarisch voor zijn gebruik ervan bij bijna elk spel. Helaas geleidt koudere, dichtere lucht voor Manning minder geluidsgolven - en daarom wordt geschat dat geluid ongeveer vier procent langzamer door lucht van 70 ° F stroomt dan lucht van 30 ° F.

Dit betekent niet dat Manning of Seahawks quarterback Russell Wilson volledig stil zal worden gemaakt, maar het betekent wel dat ze misschien iets moeilijker te horen zijn over het gebrul van de menigte, wat mogelijk kan leiden tot meer offensieve miscommunicatie.

6. Spelers kunnen tijdens het spelen de behoefte voelen om te plassen.

Brickner vertelde de Times ook over een van de meest onverwachte effecten van spelen in de kou. Terwijl het lichaam van spelers bloed wegvoert van hun ledematen en naar hun kernorganen, zullen hun nieren waarschijnlijk doordrenkt raken met bloed. Hun urinewegen kunnen dit bloed verkeerd interpreteren als bewijs dat ze te gehydrateerd zijn en hormonen afgeven om het urineren te verhogen. Dus zelfs als de spelers uitgedroogd zijn - ze komen vaak in de kou voor, wanneer ze minder gemotiveerd zijn om water te drinken - kunnen ze de voortdurende behoefte voelen om tijdens het spel te plassen.

In vergelijking met platte voetballen, gevoelloze vingers en glad gras, heeft de noodzaak om te plassen niet zo een significant effect op de werkelijke uitkomst van het spel. Maar als tv-close-ups je laten zien dat spelers erg laat aan het spelen zijn in het spel, kan deze ongebruikelijke nuance van het urinesysteem in feite de reden zijn.

De wetenschap van de eerste Super Bowl bij koud weer