ফুটবল বাতাসে বেঁকে যায় কেন

স্বাভাবিক দৃষ্টিকোণ থেকে যাচাই করলে, বলকে যেদিকে কিক করা হয়েছে সেটি সোজা সেদিকেই যাবে।কোনাকুনিভাবে মারলে সেটি কোনাকুনিই যাওয়ার কথা। নিউটনের গতির দ্বিতীয় সূত্র অনুযায়ী, একটি বস্তুর ওপর যেদিক বরাবর বল প্রয়োগ করা হবে, বস্তুটি সেদিকেই গতিশীল থাকবে। গতিপথে কোনো বাধা এসে না পড়লে এই গতি অব্যাহত থাকবে এবং গতির দিক অপরিবর্তিত থাকবে।

ওপরের ঘটনায় বলকে কিক করা হয়েছে বাতাসে। বাহ্যিক দৃষ্টিতে মনে হয়, কোনো বাধা এসে বলের গতি পাল্টে দেয়নি। তাহলে? এর জন্য একটু ভেতরে প্রবেশ করতে হবে। এ ঘটনায় লুকিয়ে থাকা কৌশলটি হলো বলের ঘূর্ণন।

বায়ুমণ্ডলকে শূন্য মনে হলেও এটি নানা অণু-পরমাণুতে ঠাসা। সেসব অণু-পরমাণুর বাধা যথেষ্ট প্রবল। বল যখন বায়ুর মধ্য দিয়ে চলে তখন তার গতিবেগ ও গতির দিক বাতাস দিয়ে প্রভাবিত হয়। বল যখন কোনো প্রকার ঘূর্ণন ছাড়া বায়ুতে অবস্থান করে তখন তার দুই পাশে বায়ুর চাপ সমান থাকে। দুই পাশে যখন বায়ুর চাপ সমান থাকে তখন তার গতির দিকও স্বাভাবিক থাকে। বল চলার সময় যদি তার মধ্যে ঘূর্ণনের সৃষ্টি হয়, তাহলে দুই পাশে বায়ুর চাপে তারতম্য তৈরি হয়। সেই তারতম্যের প্রভাবে স্বাভাবিক গতি থেকে বিচ্যুত হয়ে কিছুটা বেঁকে যায়। বেঁকে যাওয়ার এ ঘটনা বাতাসের মধ্যেই ঘটে বলে আমাদের কাছে ব্যাপারটিকে বেশ জাদুকরি বলে মনে হয়।

নিচের ছবিটি লক্ষ করুন। বলটি বায়ুর মধ্য দিয়ে বাঁ দিক থেকে ডান দিকে অগ্রসর হচ্ছে। পাশাপাশি এর একটি ঘূর্ণনও আছে। ঘড়ির কাঁটার দিকে। ফলে নিচের দিকে বায়র প্রবাহের দিক হবে বলের ঘূর্ণনের দিকে। আর ওপরের দিকের বায়ুর প্রবাহের দিক হবে বলের ঘূর্ণনের বিপরীত দিকে। বিপরীত হওয়ায় ওপরের দিক থেকে বেশি বাধা আসবে এবং অতিরিক্ত চাপ তৈরি করবে। সেই চাপ বলটিকে সামান্য নিচে নামিয়ে দেবে। নিচে নামলে আবারও এ ঘটনা ঘটবে এবং বল আরও একটু নিচে নামবে। এভাবে ঘূর্ণন থামা পর্যন্ত চলতেই থাকবে। বলটি যেহেতু ঘূর্ণনের পাশাপাদি সামনের দিকেও চলমান, তাই নিচে নামার এ ঘটনাও হবে চলমান। অর্থাৎ সামনের দিকে অগ্রসর হতে হতে নিচে নামবে। ঘটনাটিকে সার্বিকভাবে বিবেচনা করলে দেখা যাবে বলটি বক্রপথে সামনের দিকে এগিয়ে যাচ্ছে।

বলের ঘূর্ণন যদি ঘড়ির কাঁটার উল্টো দিকে হয় তাহলে এখানেও উল্টো ঘটনা ঘটবে। বল নিচের দিকে বেঁকে না গিয়ে ওপরের দিকে বেঁকে যাবে। ব্যাপারটিকে যদি বাস্তব জীবনের বলের সঙ্গে তুলনা করা হয় তাহলেও ঘটনা একই থাকবে। ঘূর্ণন অনুসারে ওপরে-নিচে যাওয়ার বদলে হয়তো উত্তর-দক্ষিণ কিংবা পূর্ব-পশ্চিম দিকে যাবে।

বাতাসের মধ্যে বলের গতিপথ বেঁকে যাওয়ার এই ঘটনাকে বলা হয় ম্যাগনাস ইফেক্ট। ফুটবলজগতে একে ব্যানানা কিকি-ও বলা হয়। ফুটবলের গতিপথ অনেকটা কলার বক্রতার মতো বলে এ রকম নামকরণ। ম্যাগনাস ইফেক্ট নামকরণ করা হয়েছে জার্মান পদার্থবিদ হাইনরিখ গুস্তাভ ম্যাগনাসের নাম অনুসারে। ১৮৫২ সালে তিনি এ ঘটনার ব্যাখ্যা দিয়েছেন। অবশ্য তারও আগে ১৬৭২ সলে আইজাক নিউটন এ ঘটনার ব্যাখ্যা করেছিলেন।

তবে কিকের মাধ্যমে বলে ঘূর্ণন তৈরি করলেই সেটি গোলপোস্টে গিয়ে আশ্রয় নেবে, এমনটি ধারণা করা উচিত নয়। এর জন্য দরকার প্রবল অনুশীলন, অভিজ্ঞতা ও কৌশল। কিক দেওয়ার সময় বেশি উঁচুতে দিলে সেটি গোল না হয়ে গোলপোস্টের ওপর দিয়ে মাঠ পেরিয়ে যাবে। বেশি নিচে দিলে গোত্তা খাওয়ার আগেই মাটিতে পড়ে যাবে। বেশি কোনাকুনি করে শট দিলে গোলপোস্টের ধারেকাছেও যাবে না। কম কোনাকুনি করে দিলে বিপক্ষ দলের খেলোয়াড়ের পায়ে ঠেকে যাবে, অল্প বেগে দিলে আগে আগে আগেই বেঁকে যাবে, বেশি বেগে দিলে বেশ পরে বাঁকবে। সব দিক মাথায় রেখে সবচেয়ে উপযুক্ত কিকটি যে করতে পারবে এবং গোলরক্ষকের চোখকে যে ধন্দে ফেলে দিতে পারবে সে-ই শুধু ম্যাজিক গোলের মালিক হতে পারবে।

মাঝেমধ্যে দেখা যায়, খেলোয়াড় কর্নার থেকে কিক করলে সেটি কারও গায়ে না গেলে কোনো এক কৌশলে সোজা গোলপোস্টে ঢুকে গেছে। কর্নার ও গোলপোস্ট একই রেখায় অবস্থিত, তাহলে বল কীভাবে গোলপোস্টের জালে ঢুকল? সেখানেও একই ঘটনা ঘটে। খেলোয়াড় শট দেওয়ার সময় কৌশল খাটিয়ে দেন। গোলপোস্টের সঙ্গে একটু কোনাকুনি কিক করলেও সেটি বেঁকে এসে গোলপোস্টেই ঢোকে। শুধু ফুটবলেই নয়; টেনিস বল, ভলিবল, গলফ বল ইত্যাদি অনেক কিছুতেই ম্যাগনাস প্রভাব দেখা যায়।

এখান থেকে আরেক মজার প্রশ্নের জন্ম হয়। কোন জায়গা থেকে বল কিক করলে সেটি অনেক বেশি গোত্তা খেয়ে আগের অবস্থানে ফিরে আসবে, এমনটা হতে পারে কি? অর্থাৎ ১৮০ ডিগ্রি কোণে উল্টো দিকে ফিরে আসতে পারবে কিনা? উত্তর হলো, না। ফুটবলের গতিপথকে বেশি বাঁকাতে হলে তার মধ্যে বেশি ঘূর্ণন তৈরি করতে হবে । বেশি ঘূর্ণন সৃষ্টি করলে সেটি সময়ের সঙ্গে সঙ্গে ছোট থেকে আরও ছোট বৃত্তে বেঁকে যেতে থাকবে। অনেকটা মশার কয়েলের চক্রের মতো। যার কারণে কোনোভাবেই বল আগের অবস্থানে আসতে পারবে না।

লেখক: শিক্ষার্থী, পদার্থবিজ্ঞান বিভাগ, ব্রাহ্মণবাড়িয়া সরকারি কলেজ

সূত্র: টেড এডুকেশন, রিয়েল ওয়ার্ল্ড ফিজিকস প্রবলেমস

*লেখাটি ২০১৮ সালে বিজ্ঞানচিন্তায় জুন সংখ্যায় প্রকাশিত