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La science du premier Super Bowl par temps froid

Actuellement, les prévisions pour dimanche soir à East Rutherford, dans le New Jersey, sont à 26 ° F, avec 10 pour cent de probabilité de précipitations. East Rutherford, bien sûr, est le site du Super Bowl XLVIII.

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Ces conditions météorologiques ne sont pas particulièrement inhabituelles pour les matchs de football, en particulier pendant les séries, et les deux équipes sont originaires de villes (Denver et Seattle) où la pluie et la neige sont fréquentes. Après 47 ans passés dans le Super Bowl, Miami, La Nouvelle-Orléans, Tampa Bay ou des stades en forme de dôme plus au nord, ce sera la première année que le match de championnat se déroule par temps hivernal.

Comment le jeu sera-t-il affecté par le gel et les risques de neige? Les scientifiques, bien sûr, ont la réponse.

football experience.png Des chercheurs étudient la quantité de force que les gens génèrent lorsqu'ils saisissent le ballon par temps froid (Photo via Stevens Institute of Technology)

1. La balle sera plus difficile à tenir.

Beaucoup de joueurs de football et de supporters pensent que les températures plus froides rendent la balle plus difficile à saisir, ce qui entraîne davantage de ratés. Une récente expérience scientifique menée à l’institut de technologie de Stevens dans le New Jersey, menée juste à temps pour le jeu, suggère que cela pourrait effectivement être vrai.

Dans le cadre de l'expérience, le professeur d'ingénierie Antonio Valdevit a utilisé des capteurs pour mesurer la force produite par le pouce et le majeur de plusieurs volontaires (y compris lui-même) lorsqu'ils tenaient le ballon aussi étroitement que possible à trois températures différentes: 68, 41 et 4 ° F (pour les températures froides, les balles étaient réfrigérées ou congelées et les mains des volontaires immergées dans de l'eau froide ou de l'eau glacée).

Valdevit a constaté que les pouces des participants généraient la même force dans les trois conditions, mais que leur majeur était beaucoup plus faible lorsqu'il faisait froid. D'autres expériences, menées par ESPN, ont montré que les personnes qui plongent tout leur corps par temps froid (dans un camion réfrigéré) sont capables de supporter environ la moitié de la force nécessaire, car le flux sanguin vers leurs extrémités est réduit afin de conserver la chaleur.

Bien sûr, aucun de ces volontaires d'expérience ne joue pour les Broncos ou les Seahawks - mais le fait qu'ils ne soient pas des joueurs professionnels ne signifie pas que les résultats sont totalement dénués de pertinence. "Nous ne pouvons pas affirmer que certains tâtonnements augmenteront dans le match", a déclaré Valdevit dans un communiqué de presse. "Les joueurs ajusteront probablement leur prise par temps froid. Repositionnez vos doigts, portez des gants. Mais vu ce que nous avons trouvé dans l'un des doigts, il est également possible que le froid ait au moins un effet."

Wilson throw.jpg (Photo via le calendrier de football)

2. Le ballon ne voyagera pas aussi loin dans les airs.

Un air plus froid signifie un air plus dense - et cela signifie également que la balle va générer des niveaux de traînée nettement plus importants au fur et à mesure qu'elle avance à travers, qu'elle soit lancée, bottée ou frappée. Eric Goff, professeur de physique au Lynchburg College en Virginie et auteur de la médaille d'or Physics: The Science of Sports estime que les températures froides dans le New Jersey se traduiront par environ huit pour cent plus de traînée que si le jeu était joué à Miami.

Sur le papier, cela pourrait avoir un impact particulièrement important sur le quart-arrière des Broncos, Peyton Manning, qui joue ses matchs à domicile à des kilomètres au-dessus du niveau de la mer, l'air beaucoup plus fin. Mais comme la plupart des joueurs, il a fait l'expérience de sa part de matchs par temps froid et a appris comment ajuster. Pourtant, l'air plus dense pourrait couvrir la distance qu'il peut jeter le ballon au fond du terrain.

Pour les botteurs et les parieurs, cet effet de traînée est aggravé par le fait que les ballons froids deviennent sous-gonflés - dans les expériences ESPN (illustrées ci-dessous), un ballon maintenu à 10 ° F pendant une heure a vu sa pression atmosphérique réduite de 20% - ce qui rend les moins rebondissants. En conséquence, ils décrochent plus lentement du pied de botteur ou de botteur et parcourent une distance plus courte. L’effet n’est pas énorme, mais il n’est pas négligeable: dans les matchs par temps froid, les ballons roulent trois mètres de moins en moyenne et la précision des buts est de 1, 7%.

3. Les joueurs vont glisser plus souvent.

«En général, le coefficient de frottement associé aux chaussures et au gazon diminue lorsque la température baisse. Cela signifie qu'il y a plus de chance de glisser dans le froid que sur un terrain chaud à Miami », a déclaré Eric Goff à Metro New York . Il estime que le coefficient de frottement pourrait être réduit de 10 à 12% - encore une fois, comparé à une partie jouée dans des conditions optimales à Miami - ce qui pourrait contribuer à faire glisser plus souvent les joueurs offensifs et défensifs.

Les joueurs vont certainement s’adapter: leurs gestionnaires d’équipement se sont préparés à de nombreuses parties froides et disposent d’une gamme de choix de chaussures et de crampons. Mais les joueurs glissent à chaque match, peu importe les chaussures qu’ils portent, et si vous le voyez se produire dimanche, le gazon froid et glissant aura peut-être joué.

4. Les joueurs pourraient avoir plus de difficulté à respirer.

Outre les doigts engourdis qui ne peuvent pas non plus saisir le ballon, une exposition prolongée au froid peut avoir d'autres effets physiologiques sur les joueurs, notamment en rendant la respiration plus difficile, en particulier après un sprint.

"Respirer de l'air froid et sec est un irritant pour nos poumons et pour la muqueuse de nos poumons", a déclaré Tom Brickner, médecin des équipes sportives de l'Université de Caroline du Nord, au New York Times . «Les gens toussent et ont l'impression que leur poitrine est plus tendue. Si vous êtes sujet à l'asthme, cela peut aussi être un problème. "

Bien sûr, quand ils sont sur le banc de touche, les joueurs peuvent se blottir à côté de radiateurs et enfiler de gros manteaux, mais il est également possible de passer d'un état à un autre sur le terrain et d'être inactif sur le banc de touche alors que l'air est froid. sur la capacité respiratoire des joueurs.

manning audible.jpg (Photo par Craig Hawkins)

5. Il sera plus difficile pour les joueurs de s'entendre.

L’utilisation des audibles est un élément important de l’offensive de la NFL (quand un quarterback change d’appel juste avant un jeu en criant contre ses coéquipiers), et Manning en particulier est légendaire pour son utilisation d’eux dans presque chaque jeu. Malheureusement, pour Manning, un air plus froid et plus dense ne conduit pas les ondes sonores aussi facilement. En conséquence, on estime que le son se propage dans l'air à 70 ° F environ 4% plus lentement que l'air à 30 ° F.

Cela ne signifie pas que le quart-arrière Manning ou Seahawks, Russell Wilson, sera rendu totalement silencieux, mais que cela pourrait signifier qu'ils pourraient être un peu plus difficiles à entendre par-dessus le rugissement de la foule, ce qui pourrait conduire à des problèmes de communication plus offensants.

6. Les joueurs peuvent ressentir le besoin d'uriner en jouant.

Brickner a également parlé au Times de l’un des effets les plus inattendus de jouer dans le froid. Alors que les corps des joueurs évacuent le sang des extrémités vers les organes centraux, les reins risquent de se gorger de sang. Leurs systèmes urinaires peuvent interpréter à tort ce sang comme une preuve de leur hydratation excessive et émettre des hormones pour augmenter le taux de miction. Ainsi, même si les joueurs sont déshydratés (souvent par froid, quand ils sont moins motivés à boire de l'eau), ils peuvent ressentir le besoin persistant d'uriner tout au long du match.

Par rapport aux ballons plats, aux doigts engourdis et au gazon glissant, la nécessité de faire pipi pourrait ne pas avoir un effet aussi significatif sur le résultat final du match. Mais si les gros plans télévisés montrent des joueurs particulièrement tendus vers la fin du jeu, cette nuance inhabituelle du système urinaire pourrait en être la raison.

La science du premier Super Bowl par temps froid