Движение футболистов сравнили с поведением частиц в жидкости

Исследователи из Центральной школы Лиона описали движение частиц в двумерных слоях жидкости в ограниченном объеме. Также они показали, что оно схоже с движением футболистов во время футбольных матчей. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Fluids, кратко о нем сообщает издание New Scientist.

Множество сложных физических процессов имеет свои аналоги в бытовых явлениях. Одним из таких явлений является поведение групп людей. Движение отдельного члена толпы или группы имеет конкретную цель и направление, которое, однако, не обязательно совпадает с общим поведением. Французские ученые решили сравнить поведение хаотически двигающихся частиц с игроками на футбольном поле и найти между этими процессами общие закономерности.

Исследователи наблюдали за поведением частиц в жидкости с турбулентными потоками. Если смотреть за их движением в течение небольшого отрезка времени, то кажется, что они двигаются прямолинейно. На более длинных временных масштабах частицы начинают хаотично менять свое направление. При условии, что жидкость находится в отдалении от каких-либо границ, средний угол отклонения составляет 90 градусов. Но если заключить жидкость в прямоугольный объем, то средний угол отклонения будет составлять уже 120 градусов.

Ученые решили найти похожие закономерности в процессах с совершенно другими физическими основами и выбрали для этого движение футболистов по футбольному полю. Для этого они использовали датчики, закрепленные на ногах футболистов, и специальную систему отслеживания на стадионе Нюрнберг в одноименном городе Германии. Данные собирались на тренировочном матче, в котором участвовало две команды по 8 человек. Оказалось, что, несмотря на наличие в каждый конкретный момент матча тактики и осмысленного движения, в большом временном масштабе футболисты в среднем меняют свое направление на 120 градусов, как и частицы в жидкости. Исходя из этого физики сделали предположение, что такой угол поворота вызван именно геометрическими свойствами среды.

В 2012 году британские ученые разработали методику, которая позволяет с помощью теории графов качественно и количественно описывать стиль игры различных футбольных команд.

Григорий Копиев