Filsafat dari permainan sepak bola berawal dari sebuah pertanyaan mengapa dan bagaimana fenomena dalam sepak bola itu bisa terjadi ditinjau dari sisi fisika. Di dalam permainan sepak bola, ada beberapa fenomena yang menarik, seperti tendangan pisang. Tendangan pisang yang terkenal telah dilakukan oleh pemain sepak bola dunia, seperti Pele, Roberto Carlos dan David Beckham.

Disamping lintasan pisang, ada beberapa lintasan bola yang dapat terjadi dalam permainan sepakbola, seperti lintasan lurus dan lintasan parabola. Ada tiga gaya yang mempengaruhi lintasan tersebut, yaitu gaya gravitasi, gaya angkat (lift) dan gaya hambat (drag). Untuk menganalisa lintasan yang terjadi maka kita tidak lepas dari prinsip fisika di dalam fluida (udara).

Di dalam Jurnal Football Curves dinyatakan tentang gol terkenal oleh Roberto Carlos pemain asal Brasil melawan Prancis pada tahun 1997.Gol yang berawal dari tendangan bebas ini ditembak dari jarak 35 m. Roberto Carlos menendang bola dengan kuat (kecepatan U0= 38 m / s), dengan sudut sekitar 120 relatif ke arah gawang, dengan kecepatan rotasi bola (ω0 = 88 rad/s ),awalnya lintasan bola bergerak lurus ke samping gawang kemudian tiba-tiba membengkok ke arah gawang dan masuk ke gawang. Bola menyimpang sejauh 4 m dan cukup membuat kipper kebingungan. Lintasan bola ini menyerupai bentuk pisang. Tendangan ini kemudian dikenal dengan nama tendangan pisang.

Gustav Magnus tahun 1852 pernah meneliti kasus sebuah bola yang bergerak sambil berotasi. Gerakan bola ini menimbulkan aliran udara. Akibat rotasi bola, aliran udara yang searah dengan arah rotasi bola (A) bergerak relatif lebih cepatdibandingkan aliran udara pada sisi bola yang lain (B). Berdasarkan prinsip Bernoulli, semakin cepat udara mengalir, semakin kecil tekanannya. Akibatnya tekanan di B lebih besar dibandingkan tekanan di A. Perbedaan tekanan ini menimbulkan gaya yang membelokan bola ke arah A. Membeloknya bola akibat perbedaan tekanan udara ini sering disebut efek magnus untuk menghormati Gustav Magnus.

David Beckham yang mahir melakukan tendangan pisang mempunyai tendangan pisang yang lebih spektakular dengan lengkungan tajam di dekat akhir lintasan bola. Lengkungan tajam yang tiba-tiba inilah yang membuat kiper- kiper terperangah karena bola berbelok begitu cepat dengan tiba-tiba. Mengapa hal ini bisa terjadi? Apakah kebetulan?

Peneliti Inggris, Peter Bearman mengatakan bahwa efek magnus akan mengecil jika kecepatan gerak bola terlalu besar atau rotasinya lebih lambat. Jadi untuk mendapat efek magnus yang besar, seorang harus membuat bola berputar sangat cepat tetapi kecepatannya tidak boleh terlalu cepat. Ketika Beckham menendang bola secara keras dengan sisi sepatunya sehingga bola dapat berotasi cepat sekali, bola melambung dan mulai membelok akibat adanya efek magnus. Gesekan bola dengan udara akan memperlambat gerakan bola (kecepatan bola berkurang). Jika rotasi bola tidak banyak berubah, maka pengurangan kecepatan dapat menyebabkan efek magnus bertambah besar, akibatnya bola melengkung lebih tajam, masuk gawang, membuat penonton terpesona dan berdecak kagum.

Disamping tendangan pisang, kita juga menemukan prinsip gerak parabola di dalam permainan sepak bola. Kita menemukanya saat lemparan ke dalam. Bentuk lintasan ini sangat dipengaruhi oleh gravitasi bumi, kecepatan dan sudut elevasi bola. Tanpa gravitasi bola akan bergerak lurus ke atas. Menurut perhitungan fisika, untuk menendang bola sejauh mungkin, pemain sepakbola harus menendang bola sekeras mungkin dan dengan sudut elevasi 450.

Bola selama geraknya dikenai tiga gaya, gaya beratnya mg, gaya Magnus jika berpusing/spin sebesar FL, dan gaya gesek sebesar Fd.

Besar gaya dari efek Magnus yaitu :

FL = CLrD3fv

Dimana CL adalah koefisien lift, r adalah kerapatan udara, D adalah diameter bola, f adalah frekuensi spin bola, dan v adalah kecepatan bola.

Gaya gesekan selalu bekerja melawan arah gerak bola, yang akan memperlambat dan menurunkan bola. Rumus untuk menghitung gaya gesek pada bola selama melayang di udara adalah sebagai berikut.

Fd = ½ CdrAv2

Dimana Cd adalah koefisien gesek, r adalah kerapatan udara, A adalah luas penampang permukaan bola (jika diameter D = 0,22 m maka A = ¼ p D2), dan v adalah kecepatan bola.

Ada lebih dari satu teori tendangan melengkung, tendangan seperti itu bisa terjadi karena menerapkan sebuah fenomena yang bernama Magnus Effect.

Fenomena ini terjadi pada semua benda yang berbentuk bola (sphere) yang bergerak dengan kecepatan tertentu (v) dan dalam kondisi berputar dengan kecepatan sudut (ω). Bola yang bergerak tersebut akan memiliki kecepatan relatif dengan udara disekitarnya,

Sehingga udara tersebut seakan-akan bergerak yang berlawanan arah dengan arah kecepatan bola itu. Kondisi ini juga berlaku kebalikan, jika bola tersebut hanya berputar namun terdapat angin (udara sekitarnya bergerak) dengan kecepatan tertentu, maka efek magnus ini juga akan terjadi.

Pada prinsipnya, efek magnus ini adalah aplikasi dari hukum bernoulli namun dalam lingkup khusus. Sehingga rumusan yang digunakan untuk kalkulasinya pun sama yaitu:(P + ½ ρv2 + ρgh)1 = (P + ½ ρv2 + ρgh)2

Untuk persamaan ini, dimisalkan bagian kiri untuk sisi bola yang searah dengan kecepatan fluida dan bagian kanan untuk sisi bola yang berlawanan dengan kecepatan fluida.

Kemudian dengan menganggap tinggi kedua sisi nya sama (h1 = h2), maka akan diperoleh tekanan pada sisi bola yang searah dengan kecepatan fluida (P1) akan lebih kecil dibandingkan dengan tekanan pada sisi bola yang berlawanan dengan arah kecepatan fluida (P2). Dengan luasan pada kedua sisi bola yang sama, maka akan timbul gaya menuju sisi bola yang tekanannya lebih rendah. Itulah mengapa semua benda berbentuk bola yang mendapatkan treatment seperti ini akan menghasilkan gerakan yang melengkung.

Beckham terkenal sebagai ahli membuat ‘tendangan pisang’ (swing) bola. Kemahiran itu secara

fisika dapat diperhitungkan dengan tepat dan akurat. Dapat diandaikan bahwa suatu tendangan bebas

misalnya berjarak 25 m dari gawang, dan bola ditendang dengan kecepatan 25 m/s, dalam hal ini menyebabkan spin bola pada frekuensi 10 putaran/s. Dengan mengandaikan kerapatan udara 1,2 kg/m3 dan diameter bola menurut ketentuan FIFA 0,22 m, dengan mengasumsi koefisien lift sebesar 1,23 maka gaya angkat (lift) atau gaya magnus dapat dihitung sebagai berikut.

FL = CL r D3 f v= 1,23 x 1,2 x 0,223 x 10 x 25= 3,93 N

Percepatan bola dapat dihitung dari rumus F = m.a.Standar massa bola oleh FIFA antara 0,410 kg – 0,450 kg atau dirata-rata 0,430 kg.

F= m.a a= F/m = 3,93 / 0,430

= 9,14 m/s2

Waktu terbang bola diperkirakan 1 detik maka kurva belokan (swing) bola dapat dihitung sebagai berikut.

S = vo.t + ½ at2

= 0 + ½ x 9,14 x 12

= 4,57 m