Jacob Mencke spiller fodbold, og som målmand har han tit funderet over, hvordan han laver det bedste udspark med bagskrue for at få den hurtigt op til angriberne i den anden ende af banen. Et treugers-kursus i sportsfysik sidste sommer var derfor et oplagt valg. Her arbejdede han med aerodynamikken i boldenes spin og den bane, de fulgte, når de fløj gennem luften.
Efter det korte kursus syntes Jacob dog ikke, at han var kommet til bunds i problemstillingen. Han bad derfor underviseren Mirko Salewski, lektor på DTU Fysik, om at designe et specialkursus, hvor han kunne fordybe sig yderligere og udvide området til også at studere dynamikken, når en skruet bold rammer underlaget og hopper op igen. Et fænomen, der ikke kun er relevant i fodbold, men i de fleste sportsgrene, hvor bolde indgår.
’Bananskud’ og boldmaskine
Jacob har udført en lang række eksperimenter i løbet af specialkurset. Det er både sket ved at bede fodboldkammeraterne om at udføre ’bananskud’, hvor bolden skruer og kan tage en anden retning efter at have ramt jorden. Alle skud blev filmet og efterfølgende analyseret.
En anden del af datagrundlaget blev tilvejebragt hos Team Danmark, som DTU samarbejder med. Her indgik en af de boldmaskiner, som anvendes til træning af landets dygtigste håndbold målmænd og volleyboldspillere, og som kan indstilles til forskellige grader af spin på en kastet bold. Med data herfra kunne Jacob udarbejde en meget præcis beskrivelse af boldenes bane i luften afhængig af, hvor meget de blev skruet, og sammenholde det med eksisterende modeller over de komplicerede fluiddynamiske effekter, der forårsager boldenes bane.
Sport skal vække interessen for fysik
På baggrund af data fra eksperimenter og beregninger beskrev Jacob i en artikel, hvordan andre studerende nemt og uden omkostninger kan lave videnskabelige forsøg med aerodynamik og efterfølgende modellere dem med brug af ligninger og numeriske løsningsmetoder. Tanken er, at det f.eks. kan ske i gymnasiets fysikundervisning eller de første år på universitetet.
”Med en bold og en mobiltelefon, der kan optage i slowmotion, er det muligt at gennemføre den samme type forsøg, som jeg har foretaget. Jeg har i artiklen offentliggjort de koder, man efterfølgende kan anvende i Matlab eller det gratis software Python til at gennemføre beregninger af boldenes baner gennem luften og sammenholde med teorien bag,” siger Jacob.
Ved at tage udgangspunkt i sportens verden, som mange unge interesserer sig for, håber han at kunne gøre flere interesserede i fysik.
Studerende udgiver sjældent videnskabelige artikler
Mirko Salewski har ikke tidligere oplevet, at en universitetsstuderende allerede på sit andet år har udført et arbejde, der efterfølgende kunne udgives som en videnskabelig artikel.
”Mange af vores unge forskere vil være misundelige, for det tager som regel mere end et år som færdiguddannet, før det lykkes at få noget udgivet,” siger Mirko Salewski.
Han understreger, at Jacob selv har udført alle eksperimenter og beregninger, men at han og de øvrige vejledere naturligvis har bidraget med viden om, hvordan man skriver en videnskabelig artikel.
Jacob fortsætter med at læse kandidat i fysik og nanoteknologi, men ved endnu ikke, hvad han i sidste ende skal bruge sin uddannelse til.
”Måske vil jeg udvikle nyt sportsudstyr og f.eks. designe de optimale fodboldstøvler. Men forskning tiltrækker mig også, så intet ligger fast endnu,” siger Jacob.
