המדע שמאחורי הכדורגל
מה מבנה הגוף האידיאלי לכדורגלן? מה קורה לראש בעת נגיחה עזה בכדור? איך משפיע סוג הנעליים על הביצועים? ומה עם צבע החולצה? לרגל המונדיאל - כמה נקודות מפגש בין כדורגל ומדע
הגובה של מסי
אחד ההבדלים הבולטים בין שחקנים בענפי ספורט שונים הוא מבנה הגוף שלהם. בכדורסל ענקים כמו לברון ג'יימס (2.03 מ') או קווין דוראנט (2.06 מ') הם אפילו לא הגבוהים ביותר בקבוצותיהם. בשחייה אפשר לראות אנשים עם כפות ידיים ורגליים ענקיות כמו מייקל פלפס, ובריצות ארוכות אפשר לראות אנשים צנומים כמו דניס קימטו (Kimetto) - המחזיק בשיא העולם בריצת מרתון - שקומתו 1.71 מ' ומשקלו 55 ק"ג בלבד. השוני הזה נובע מהתמקצעות ענפי הספורט השונים. בעבר הדרישה לעיסוק בכל ענף ספורט הייתה מבנה גוף אתלטי ממוצע ולא משנה אם מדובר בריצה, שחייה או פוטבול.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון:
הכול על מדע באפליקציה של מכון דוידסון - להורדה באייפון ובאנדרואיד
מאמצע המאה העשרים החל לפרוח עידן הספורט המקצועני, ועם הכסף הגדול ופריחת התקשורת הוא הגיע לכל מקום בעולם, התחרות בכל ענף הפכה קשה יותר, וגוף אתלטי ממוצע כבר לא הספיק. בדומה לברירה הטבעית, ספורטאים שגופם היה מותאם יותר לענפים שבהם התחרו הצליחו יותר מספורטאים בעלי גוף ממוצע. נוצר מעין מרוץ למבנה הגוף האידיאלי לענפי הספורט השונים.
אחד הדברים היפים בכדורגל הוא שענף הספורט הזה מתאים גם לאנשים לא גדולים ואפילו נמוכים. לא חסרות דוגמאות לכך - למשל ליאו מסי (1.70 מ') או אלכסיס סאנצ'ס (1.69 מ'), המככב במנצ'סטר יונייטד ובנבחרת צ'ילה. גם בין ענקי העבר בכדורגל אפשר למצוא שחקנים שלא היו ענקים כלל וכלל, אפילו להיפך, בהם מראדונה (1.65) פלה (1.73 מ'), פושקאש (1.72 מ') ורוברטו קרלוס (1.68 מ').
עם זאת, המגמה הכללית בכדורגל האירופי היא שגובה השחקנים הולך ועולה, כשהיוצאת מן הכלל היא ברצלונה, אחת הקבוצות הנמוכות יותר באירופה וגם אחת המצליחות ביותר. ובכל זאת, גם שחקני הכדורגל הגבוהים עדיין לא היו מתבלטים בין ענקי הכדורסל והשחייה.
לגובה בינוני יש יתרונות, כמו זמן תגובה מהיר יחסית (זריזות), משקל נמוך שמסייע לרוץ מרחקים ארוכים (כעשרה קילומטרים בממוצע למשחק) ומרכז כובד נמוך יותר, שמקנה יציבות. כמו בכדורסל, גם בכדורגל יש תפקידים שונים על המגרש שדורשים מבנה גוף שונה מעט: שחקני התקפה נוטים להיות נמוכים ומהירים יחסית, פרט לשחקנים שמרבים להבקיע בנגיחה כמו החלוץ האוסטרי סטפן מאיירהופר (2.02 מ'). בעמדות מרכזיות יותר ובהגנה יש לגובה יתרון קל בשל הצורך לבלום את החלוצים, ושוערים נוטים להיות גבוהים ועם מוטת ידיים רחבה כדי שיוכלו לכסות שטח גדול מהשער.
בסופו של דבר, מבנה הגוף של שחקני כדורגל מקצוענים הוא פחות או יותר ממוצע. וכמעט כל אדם יכול להצטיין בכדורגל, לפחות מבחינת מבנה הגוף, מה שהופך אותו לספורט של כולם.
הבעיטה של קרלוס
אחת הבעיטות המרהיבות ביותר בכדורגל היא בעיטת הבננה. זו בעיטה חזקה שבה נראה כאילו הכדור מקבל רצונות משלו ומשנה את כיוון מעופו באוויר - כאילו מפר את חוקי הפיזיקה. גדולי השחקנים נעזרו בה כמו רוברטו קרלוס, דיוויד בקהאם, גארת' בייל ואפילו אורי מלמיליאן. בפועל מה שקורה הוא תופעה פיזיקלית בשם אפקט מגנוס. השחקן בועט בכדור בחלקו התחתון וגורם לו להתרומם באוויר אך גם להסתובב סביב עצמו. במהלך מעופו האוויר זורם על פני הכדור משני צדדיו ובשל סיבוב הכדור נוצר הפרש לחצים בין שני צדי הכדור. הפרש הלחצים הזה גורם לכדור לנוע ימינה או שמאלה (תלוי בכיוון הסיבוב), מהאזור שבו לחץ האוויר גבוה לאזור שבו הלחץ נמוך.
בשביל להצליח בבעיטה כזו צריך להשקיע כוח רב ולפגוע בנקודה מדויקת ובזווית מדויקת בכדור - לא משימה קלה. התופעה הזאת קיימת לא רק בכדורגל, ולמעשה זוהתה לראשונה בידי אייזיק ניוטון ב-1672 בעת שצפה במשחק טניס. את האפקט ניתן לשחזר בכל ענף ספורט שבו זורקים עצם עגול, כדור או צלחת, והוא יעיל במיוחד לשם עקיפת קו ההגנה או לשם הבקעה בבעיטה מנקודת הקרן.
הנגיחה של מאיירהופר
כאשר סטפן מאיירהופר מבקיע באחת הנגיחות המרהיבות שלו, קורה בתוך ראשו דבר לא נעים. אותה מכה חזקה של הכדור פוגעת בראשו, וכל מי שאי פעם הדף כדור בידיו יודע היטב כמה חזקה מכה כזו יכולה להיות. על פי החוק השלישי של ניוטון, כשהראש נוגח בכדור, הכדור מפעיל על הראש את אותו הכוח בכיוון מנוגד. הראש, המלא בנוזלים שמגינים על המוח, סופג טלטלה ואם יש איבר בגוף שעליו אנחנו רוצים לשמור זה המוח.
נגיחה בודדת לא תגרום ברוב המקרים לנזק (אלא אם היא חזקה במיוחד). אבל נגיחות מצטברות עלולות לגרום לנזקים ממשיים במערכת העצבים. מחקר סקירה שהתפרסם ב-2017, הראה שינויים מבניים במערכת העצבים של שחקני כדורגל בשלושה מדדים עיקריים: כמות החומר הלבן, אותו חומר שהוא למעשה השלוחות של תאי העצב (האקסונים), ירידה בעובי קליפת המוח אצל שחקנים ותיקים וירידה בצפיפות ובנפח החומר האפור (המורכב בין השאר מגופי תאי העצב).
זה לא מפתיע, ומחקרים מראים תוצאות דומות ואף יותר חמורות בפוטבול אמריקני, שם חבטות בראש הן דבר שבשגרה. גם מחקרים העוסקים באִגרוף מצביעים על נזק מוחי הנגרם מחבטות חוזרות ונשנות בראש, מפרקינסון ועד הפרעות פסיכיאטריות.
הנעליים של רונאלדו
אחד מפריטי הלבוש שהכי מזוהים עם שחקני כדורגל הוא נעלי הפקקים: נעלי כדורגל שעל הסוליה שלהן יש בליטות דמויות פקקים. יש המון סוגים של נעלי פקקים, לסוגים שונים של משטחים, שנבדלים בחומר שהפקקים עשויים ממנו, בצורתם, בפיזור ובצפיפות שלהם.
על פניו נראה שאין הגיון להשתמש בנעלי הפקקים, משום שהפקקים ננעצים בדשא ולכאורה מקשים על הריצה. בשביל להבין למה בכל זאת הם חשובים נבחן את כפות רגליה של הצ'יטה. כאשר הצ'יטה רצה אחר טרפה היא צריכה לרוץ כמה שיותר מהר ולהיות מסוגלת לעשות שינויי כיוון פתאומיים. בריצה מהירה מאוד, שינוי כיוון פתאומי עלול לגרום לצ'יטה להחליק ולאבד את טרפה במקרה הטוב, ולפצוע את השריר במקרה הרע.
בשביל להתגבר על הבעיה הזאת יש לה טפרים שננעצים בקרקע כשהיא משנה כיוון. הדבר מאפשר לה לייצב את עצמה כשהיא פונה ולהמשיך לרוץ בכיוון החדש. נעלי הפקקים פועלות באופן דומה. כאשר שחקן הכדורגל משנה כיוון בזמן הריצה הפקקים ננעצים באדמה, מגדילים את החיכוך ומנעים מתיחת יתר של השריר, נפילה ולעיתים גם פציעה. עם זאת, חשוב לציין שחייבים להתאים את הנעלים למשטח שעליו רצים ולסגנון המשחק או התפקיד שאותו ממלאים בקבוצה. משחק עם נעלי פקקים על משטח שאינו מתאים עלול דווקא לגרום לפציעות.
החולצה של משה סיני
פרמטר נוסף שעשוי להשפיע על ביצועי השחקנים ואולי גם על תוצאות המשחק הוא דווקא... צבע החולצה. מחקרים שנערכו על משחקי אליפות אירופה ב-2004 ועל משחקי הליגה האנגלית בשנים 2006-1947 הראו שקבוצות שלובשות אדום נוטות יותר להבקיע שערים וגם לנצח יותר מקבוצות שלבשו צבעים אחרים. התוצאה הייתה מובהקת יותר כשהקבוצה הביתית בחרה בצבע האדום.
מחקרים נוספים הראו יתרון למתחרים שלובשים אדום בענפי לחימה, שבהם צבע כחול או אדום מוקצה למתחרים באקראי. הסיבה לכך אינה ברורה, ייתכן שבדומה לבעלי חיים בטבע, הצבע האדום משדר תוקפנות ובכך נותן לשחקנים ביטחון יותר גדול על המגרש.
ייתכן שהצבע האדום מפחית את הביטחון של שחקני הקבוצה היריבה, וייתכן ששתי הסיבות נכונות. מחקר אחר בדק את רמת הורמון המין הזכרי - הטסטוסטרון של גברים ומצא שאנשים עם רמת טסטוסטרון גבוהה נוטים יותר לבחור סמלים אדומים. אמנם שחקני הכדורגל אינם בוחרים בעצמם את צבע החולצות אבל הבחירה יכולה בהחלט להשפיע עליהם ועל המתחרים שלהם, בין אם ברמה ההורמונלית של ייצור יותר טסטוסטרון, ובין אם ברמה הפסיכולוגית על היריב שיוצרים אצלו אשליה של יריב ראוי, כמו בעולם החי. יחד עם זאת חשוב לזכור שיש המון אלמנטים שמעורבים בהצלחה של קבוצה ושצבע החולצה לבדו לא מספיק בשביל להצליח בכדורגל כפי שאפשר לראות בהפועל תל אביב…
התוספים של שיר צדק
מעבר לטכניקות מרהיבות ולטכנולוגיות ביגוד מתקדמות יש לכדורגל, כמו לענפי ספורט רבים אחרים, גם צד אפל יותר והוא כולל חומרים משפרי ביצועים. חומרים כאלה, כשמם כן הם, משפרים את ביצועי הספורטאי בצורה שנחשבת בלתי חוקית ומקנה לנוטליהם יתרון לא הוגן על פני המתחרים. יש סוגים שונים של חומרים כאלו, שכל אחד מהם עובד על מנגנון פיזיולוגי אחר ונותן תוצאות שונות. במרץ 2018 התפרסם בתקשורת ששאריות מהחומר הממריץ אוקטופמין, התגלו בבדיקת שתן שעבר הכדורגלן שיר צדק מהפועל באר שבע.
חומרים ממריצים פועלים בעיקר על מערכת העצבים, מעודדים את המוטיבציה להמשיך בפעילות הגופנית ומדכאים את תחושת העייפות. אחד המנגנונים שמופעלים במצב הזה הוא מנגנון הילחם או ברח (Fight or flight). מדובר במנגנון הישרדות בסיסי מאוד שמופעל במצבי לחץ שבהם אנחנו צריכים לבחור אם להילחם או לברוח. במצבים כאלה אין שיקולי בלאי או גרימת נזק, אלא צריך לרוץ הכי מהר שאפשר, להלום הכי חזק ולעשות כל מה שצריך בשביל לשרוד. במקרה של אוקטופמין, הוא מחקה את פעילות המוליך העצבי נוראדרנלין (נקרא גם נוראפינפרין) המופרש בזמן ערנות ובזמן מצוקה וגורם להאצת הדופק מואץ, לעלייה בספיגת הגלוקוז בשרירים, להגברת העירנות ולדיכוי מערכות גוף שאינן חיוניות בשעת מצוקה, כמו מערכת העיכול, כל התגובות הדרושות להכנת הגוף למאמץ אינטנסיבי בזמן קצר.
ד"ר ארז גרטי, מנהל תחום תקשורת המדע במכון דוידסון
ד"ר יונת אשחר, כתבת באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי
ערן פוס, מסטרנט במכון ויצמן למדע וכתב באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי
לפנייה לכתב/ת 
