¿Qué física hace que un balón de fútbol cambie de dirección durante el vuelo?

Esto se llama efecto Magnus: https://en.wikipedia.org/wiki/Ma …
La idea es que la pelota crea un remolino. Hay una caída de presión, lo que lleva a la pelota a ser atraída, y finalmente se curva.

Para ser muy franco, se conecta con el empeine de su pie en la parte inferior de la pelota y fuera de su centro. De esta manera, además del tiro, le das un giro a la pelota cuando sale del pie.

La bola, que ahora gira a una velocidad de v, tendrá una velocidad relativa del viento (v + u) en un lado y (vu) en el otro, siendo la velocidad del aire. Esta diferencia en la velocidad del viento provoca una caída de presión, creando una fuerza que hace que la bola se doble en la dirección donde la presión es menor (la velocidad del viento es mayor).

Esta es la teoría básica. Hoy en día, las bolas se están haciendo más redondas (menos puntadas) porque las puntadas también afectan la diferencia de presión mencionada anteriormente y tienen un efecto (por leve que sea).

Como se menciona en otra respuesta, es el efecto Magnus, que es un caso especial del Principio de Bernoulli. https://en.wikipedia.org/wiki/Be …

Cualquier esfera que gire en cualquier fluido muestra el efecto Magnus. Consideremos el ejemplo de una pelota de fútbol, ​​ya que se ha preguntado específicamente aquí. Los balones de fútbol no se curvan por principio. Se curvan porque al patearlos, generalmente terminamos impartiéndoles un giro. Supongamos que está mirando una pelota desde la parte superior que gira en sentido antihorario en el plano horizontal y se mueve hacia adelante al mismo tiempo.

Ahora, para entender este fenómeno de manera muy simple, usemos un poco de sentido común. El lado derecho de la pelota siempre irá contra el flujo de aire, ya que la pelota gira en sentido antihorario. Debido a esto, las moléculas de aire en el lado derecho experimentarán una mayor fricción y disminuirán la velocidad. (Si se trata de un flujo laminar, las partículas directamente en la superficie de la bola se moverán en sentido antihorario con la superficie de la bola, lo que significa que habrá una zona de velocidad cero cerca de la bola). Del mismo modo, las partículas a la izquierda experimentarán una fricción sustancialmente menor y fluirán más rápido. Por lo tanto, habrá una diferencia en las velocidades del flujo de aire local a través del diámetro. Dado que el flujo de aire no se rompe a través de la superficie de la bola, podemos aplicar el teorema de Bernoulli (incluso el de los flujos compresibles tiene una conclusión similar de todos modos). Por lo tanto, el flujo de aire más rápido aplicará una presión más baja en comparación con el flujo de aire más lento. Esto causará una diferencia en la presión y conducirá a una fuerza neta que actuará desde el lado más lento hacia el lado más rápido, en este caso, de derecha a izquierda, y hará que la bola gire. Esta fuerza siempre actúa perpendicular al flujo (dibuje un diagrama y lo comprenderá) y da como resultado una trayectoria circular.

Tenga en cuenta que la tensión de la curva depende del giro proporcionado, así como de la velocidad con la que se patea la pelota. Cuanto más giras, más apretada es la curva.

Curiosamente, el mismo efecto hace que los tiros libres lanzados por Ronaldo y Lampard bajen. En realidad, es la falta del efecto Magnus, si existe tal cosa. Básicamente, cuando pateamos una pelota, la golpeamos usando la parte del empeine cerca de los dedos de los pies. Esto va debajo de la pelota, dándole un efecto de retroceso. Si aplica el mismo principio aquí, verá que la pelota intentará curvarse hacia arriba. Entonces, lo que generalmente vemos es un vuelo ligeramente prolongado. Ronaldo y Lampard lo golpearon de una manera que la pelota no gira mucho al golpear. Eso se puede hacer golpeando la pelota de manera que la línea de fuerza de su patada pase por el centro de la pelota. Sin ningún giro, la pelota sigue una trayectoria normal y parece caer. Para ver realmente un baño de pelota, tome una pelota de ping pong y una pala. Golpea la pelota muy fuerte, dándole un giro superior realmente feroz. La pelota simplemente caerá muerta. Picarlo muy duro y simplemente volará.

En general, toma una pelota de ping pong y tírala muy rápido y largo, impartiendo cualquier giro que quieras con tus dedos. Verá estos efectos muy claramente. El peso ligero de la pelota de ping pong acentúa el efecto. Cuanto más claro sea el objeto y más lisa su superficie, mayor será el efecto.