被踢出的球为什么会迅速升降?
又为什么会“拐弯”呢?
首先我们来了解一下任意球
任意球是啥?
任意球是罚球的一种。它是一种在足球(或手球)比赛中发生犯规后重新开始比赛的方法。
任意球分两种:直接任意球,踢球队员可将球直接射入犯规队球门得分;间接任意球,踢球队员不得直接射门得分,球在进入球门前必须被其他队员踢或触及。判罚前场任意球后会使用一种泡沫喷剂划定球的摆放位置,以及人墙的站位,发任意球时需要用手触球,然后在裁判哨响后踢球。
香蕉球?能吃吗?
事实上,C罗踢出的这种任意球在足球比赛中并不少见。
在1997年,在巴西对法国的一场足球比赛中,巴西足球运动员Roberto Carlos,在没有通向球门的直接路线的情况下,从35米外开出一个任意球。他的射门使球飞过球员,并在快要出界的时候急转向左,砸入球门。
图源:网络 香蕉球图解
球的突然拐弯让在场球员,特别是法国守门员根本来不及反应。这个史上最漂亮,最具标志性和最违反物理学定律的任意球,被叫作“香蕉球”。法国物理学家对此研究了数年,终于用“马格努斯效应”解释了这个问题。
马格努斯效应
图源网络
当一个旋转物体的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时,在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力。在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象。这是流体力学中的一种现象。
图源:陕西师范大学物信院 马格努斯效应示意图
旋转物体之所以能在横向产生力的作用,是由于物体旋转可以带动周围流体旋转,使得物体一侧的流体速度增加,另一侧流体速度减小。
是不是听得云里雾里?
香蕉球轨迹
球在气流中运动时,如果其旋转的方向与气流同向,则会在球体的一侧产生低压,而球体的另一侧则会产生高压。运动员的用力方向朝右,所以足球逆时针旋转。拐点处足球左侧产生低压,右侧产生高压,这样就导致足球存在横向的压力差,并形成向左侧的力。
图源:NKPhysics
根据物理公式,距离越远,速度越慢,球偏离角度也就越大。因此,我们能看到在香蕉球运行的末尾时刻,会发生更剧烈的偏转,给守门员一个巨大的“惊吓”。
我也能踢出和C罗一样的球吗?
回到文章开头提到的C罗“力挽狂澜”的任意球,这一球不止踢出了上述“香蕉球”的概念,同时也混合了“电梯球”,即指大力踢出的足球,下落很快,像是从电梯上下坠,它实际上是高速飞行的足球受到重力和大雷诺数阻力下的运动轨迹。
图源: 中国物理学会期刊网 皮尔洛的“电梯球”
葛惟昆教授解释说:“踢出电梯球的一大关键要素,就是球的初始速度要快。”要踢电梯球,球的初始速度应该接近150公里/小时,没错,就是一辆车在高速公路上狂飙的速度。
图源:科学世界
研究人员在进行场景模拟时发现,要想让100公里/小时以上速度的任意球避开人墙(假定在距离约9米远的位置有5名身高1.8米的对方球员并排)成功射门,球离开地面时与地面的夹角必须控制在15°~17°之间,也就是仅有2°的精度范围(在距离球门25米的位置,踢出转速为每秒8转的侧旋弧线的情况)。
如果是足球,以每小时90千米的速度每秒旋转8转,球会在这个距离内弯曲3米以上。
图源见水印
而踢出弧线的关键在于,落脚点在偏离球心的位置,偏离球心的幅度越大,球的转速越快。有研究人员称,安德烈亚皮尔洛等优秀的任意球球员会使球的旋转轴倾斜角度大于侧旋,让马格努斯力倾斜向下发挥作用,从而踢出“球速快、大幅弯曲的同时又急剧下沉的”球路。
资料来源:科学世界、中国物理学会期刊、科技日报、天津科普说、NKPhysics
整理:董小娴
(新春走基层)“田园侠女”台胞陈竹音眼中的大陆乡村幸福年******
中新网山东费县2月1日电 题:“田园侠女”台胞陈竹音眼中的大陆乡村幸福年
作者 吕妍
“我是一位地地道道的山东费县媳妇,能回到山东过新年真的非常开心,沂蒙山就是我的家。”兔年春节刚过,台胞陈竹音回忆在山东乡村过年的心情时,仍难掩兴奋。
图为台胞陈竹音撰写“两岸一家亲”春联。 受访者供图陈竹音是土生土长的台湾女孩,大学毕业后成为了一名武术特技演员,参演了30多部影视作品。2020年,她与山东青年张希龙因戏结缘,2022年二人走进婚姻殿堂,陈竹音成为了“山东媳妇”。2023年也是这位台湾姑娘第二次来到山东省临沂市费县胡阳镇玉米庄村过年。
“山东对于台湾人来说特别亲近,台北到处都有山东大饼、山东饺子,山东还是孔子的故乡。所以就很想和老公回山东看看、走走。”刚刚过去的兔年春节假期,陈竹音跟着婆婆一起摊煎饼、去磨坊磨面、采摘西红柿,体验道地的农村春节。同时从事自媒体行业的她,也将这些山东农村的日常生活记录在了视频里,分享给全国各地的网友们。
“现在乡村振兴取得了很多成就,费县就是美丽乡村的缩影,我想把实实在在的山东农村生活展现给我的亲朋好友,还有关注我的媒体跟网友们。”武打演员出身的陈竹音一直有个田园武侠梦,她将武侠元素融入到乡村田园生活中,并用短视频的形式呈现出来。
图为陈竹音和老公正在拍摄“田园武侠梦”系列视频。 受访者供图陈竹音表示,因为职业原因,她和丈夫都很喜欢武侠风格,就想到将自己擅长的动作戏与大陆乡村田园的美好风景联系起来,并推出了“田园武侠梦”系列短视频,记录下理想中的乡村“桃花源”。“我很喜欢用沂蒙山小调当背景音乐,那宛转悠扬的曲调和我的视频氛围很搭,常常能带来意想不到的效果。”
“我想成为一名导演,用视频记录下在大陆真实的生活。”陈竹音说,不论是以乡村一望无际的麦田为背景拍摄武侠风格的短视频,还是记录拔萝卜、摊煎饼等乡村生活,她都会将短视频同步到台湾的相关视频平台上。“现在大陆乡村建设正飞速发展,平整的道路、明亮的路灯、井然有序的大棚,包括农村的卫生间都打理得非常好,每家每户都有WiFi。未来,希望通过我的视频让更多台湾民众了解真实的大陆乡村生活。”
陈竹音的丈夫张希龙告诉记者,起初,他还很担心陈竹音不适应乡村生活,“但看她穿红棉袄和妈妈一起干农活、包水饺、赶年集,能融入朴实而又精彩的乡村生活,我由衷的开心。”
春节期间,陈竹音帮着张罗年夜饭,听着门外的鞭炮,看着满桌的饭菜,一家人享受着团圆带来的欣喜、安宁。新的一年,陈竹音许下心愿说,“第一个愿望是希望可以带妈妈来祖国大陆走走看看。第二个愿望是希望两岸关系像除夕夜的团圆饭一样团团圆圆,两岸一家亲。”(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |