本文最初发表在对话。该出版物将文章贡献给了现场科学的专家声音：专家和见解。
现在只有几个月的时间，直到2014年最大的体育赛事（巴西的FIFA世界杯）也提出了问题。会体育场准备好了吗？是机场准备人群了吗？
但是，一件事高于其他所有问题 - 可能会影响杯子本身的命运：球将如何在空中移动？
“爱我或失去我”一词出现在阿迪达斯的新世界杯足球旁边 - Brazuca- 在全球广告牌上。他们恳请读者接受足球的含义，并可能对争议的争议表示微妙，这使Brazuca的祖先：Jabulani和Teamgeist。
自1970年以来，每个世界杯足球都是由阿迪达斯（Adidas）制作的，阿迪达斯（Adidas）是展示其球形设计和技术最新发展的理想机会。 2006年，他们与团队合作者脱离了规范。传统上，一个足球是由32个面板构建的。该团队主义者有14个面板，这些面板被加热（热键）粘合在一起，导致球比前几代更“大理石样”。
变化不仅是美学。使用球的球员抱怨飞行中的行为不稳定。对于下一个世界杯（南非，2010年），阿迪达斯（Adidas）重新设计了贾布拉尼（Jabulani），后者只有八个热结合面板。不幸的是，对球的批评（如果有的话）比四年前大。许多教练和球员将Jabulani与一个不可预测的沙滩球进行了比较。
什么（如果有的话）出了什么？同样的命运会问候新的球，即只有六个聚氨酯面板的Brazuca？许多针对以前足球的倒钩对它们的不自然轻度评论（因此与海滩球经常进行比较），但Teamgeist和Jabulani都低于445G的最大质量限制（下限为420G）。
他们的激进设计与标准缝制足球不同。首先，较少的面板意味着较短的接缝。通过我自己的尺寸，32面板足球的接缝长度约为405厘米，而Teamgeist的接缝长度为345厘米，Jabulani的接缝长度为345厘米。其次，热键创造了较低的接缝剖面。贾布拉尼（Jabulani）表面的激光扫描和缝合的足球表明，缝合的接缝是贾布拉尼（Jabulani）的两倍以上。这些足球的漂浮，类似海滩的球形行为并不是因为它们很轻，而是因为它们很光滑。
当空气流过光滑，光滑的物体时，它会拥抱表面，直到它完全越过它，从而产生了很少的阻力。流过球的空气的行为不同，它与表面分开，在其后面形成低压区域 - 唤醒。低压区域会产生阻力力并减慢球。在低速下，空气流平滑（层流）并早点分离，从而产生了较大的唤醒和相对较高的阻力力。随着速度的增加，空气变得更加混乱（湍流），这有助于将其粘在球上更长的时间，从而减小尾流的大小并降低阻力力。
至关重要的是，足球的接缝干扰了空气，帮助其以较低的速度进入“低阻力”。完美平稳的足球是无法踢的；高水平的阻力会从根本上改变球的行为。此外，在某些速度下，球可以在其表面的不同区域上经历光滑而混乱的空气流动。由此产生的不对称唤醒会产生力失衡，将球推向特定方向。而板球和棒球运动员则利用这种效果来创造摇摆，在足球比赛中，效果的速度太低而无法有用。
下图显示了32面板足球的阻力行为，它在60公里 /小时的左右较低，这时混乱或光滑的转弯方法大多是不可用的。足球的转弯是由旋转球。
在2006年和2010年造成麻烦的那种镜头很平坦，因为球几乎没有旋转。球似乎不可预测地移动，突然转弯并改变了方向。由于球的平滑度，在射门和任意球期间经历的球速度可能会发生混乱或光滑的气流。此外，低旋转会导致作用在球上的力迅速且不可预测地改变方向，从而导致飞行不稳定。这相当于棒球中的特定球场称为“指节”。
其他足球可能会发生这种效果，但重要的是，贾布拉尼和团队合作者的平滑度提高使它更频繁地发生，以经常经历的比赛速度。
新的Brazuca会以同样的方式行事吗？有两个原因，为什么我期望在这个世界杯上有同样的争议。尽管Brazuca使用了前几代的相同热键合技术，但接缝却更深。当处理球和激光扫描的深度为1.56毫米时，这是显而易见的，比我们的32-板球深50％，比Jabulani深三倍。
Brazuca拥有六个面板，拥有任何世界杯足球比赛中最少的面板。但是，我测量的接缝长度为327厘米，大于jabulani。每个面板类似于四臂风车并且在以前的面板设计上没有很大的平滑度，这进一步避免了混乱或光滑的气流问题。
为了完成这一论点，下图显示了32-Panel足球，Brazuca和Jabulani的空气动力学表现。请注意，Brazuca的行为与32-Panel Football的表现非常相似，以及Jabulani直到近90公里 /小时才进入低阻力，使其易于前面描述的混乱或光滑行为。
有趣的是，一旦认真开始比赛，关于贾布拉尼奇怪行为的疯狂媒体报道就消失了。尽管球员和教练很可能会发现一些对Brazuca抱怨的东西，但它肯定不是海滩球。
Simon Choppin在Sheffield Hallam University的体育工程研究中心工作，为阿迪达斯咨询。
