Jak ciśnienie powietrza wpływa na odbicie piłki?

Zwiększenie ciśnienia powietrza w piłce zwiększa jej odbicie. Im więcej powietrza znajduje się wewnątrz kuli, tym bardziej odporna jest na odkształcenia, gdy napotka sztywny przedmiot, umożliwiając mu bardziej elastyczne odbicie.

Ta zależność między ciśnieniem powietrza i odbiciem jest krytyczna w świecie profesjonalnych sportów. Przepisy dotyczące piłki nożnej w Stanach Zjednoczonych zawierają fragment Prawa 2, który mówi, że piłki używane w profesjonalnych meczach piłki nożnej muszą być zawyżone do poziomu od 8,5 do 15,6 psi na poziomie morza.

Odskoczenie piłki jest złożoną funkcją jej ciśnienia materiału i ciśnienia wewnętrznego, a także ciśnienia otoczenia i temperatury poza piłką. Im bardziej elastyczny jest materiał kulkowy, tym bardziej odbija się, gdy jest odpowiednio napompowany. Na poziomie molekularnym ciśnienie powstaje, gdy cząsteczki powietrza wewnątrz kuli uderzają przypadkowo w siebie i wewnątrz kuli, wypychając materiał kulowy. Im wyższe ciśnienie wewnątrz kuli i im więcej cząsteczek ma uderzyć w wnętrze piłki, tym sztywniejsza staje się piłka.

Kula zderzająca się ze sztywną powierzchnią odkształca się, zwiększając ciśnienie powietrza wokół zdeformowanego obszaru. To dodatkowe ciśnienie rozprzestrzenia się przez wnętrze piłki, powodując odbijanie piłki od ziemi.