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
台湾青年南京“舞”动花样年华******
中新网南京1月12日电 题:台湾青年南京“舞”动花样年华
中新网记者 朱晓颖
华灯初上,南京市中心一家名为Dance Island的练舞房里响起轻快的乐声。新春将至,陈翰霖特意换上喜庆的红毛衣,向学员演示了一连串活力十足的街舞动作。
陈翰霖的父亲是台湾人,母亲是湖南长沙人。上幼儿园时,陈翰霖跟随母亲到大陆生活。后来,他以优异的成绩考入南京大学。
因为高中时代迷上了跳街舞,陈翰霖上大学后的第一件事,就是加入街舞社团。他在社团里担任队长,结识了许多爱好街舞的两岸朋友。“缘分使然,后来和其中的3位台湾小伙伴结成了创业合伙人。”
陈翰霖生活照。 陈翰霖供图大学期间,陈翰霖进入了大陆一家知名互联网企业实习,并作为产品经理得以留用,负责规划产品功能,促进数字商品的线上活跃度。
“在互联网大厂工作时,印象最深的是我参与设计的春节红包活动。当时有上亿人次参加活动,让我感受到大陆市场之大,更坚定了留在这里发展的决心。”陈翰霖说。
在陈翰霖心中,始终没放下自己最爱的街舞。“有一次大家聚餐重聊旧事,说起我们当年在学校时曾想过一起开舞房。于是一拍即合,说干就干。”坚持最久的爱好,变成了陈翰霖的新职业。4个台湾年轻人,开始在南京携手追梦。
首次创业,千头万绪。从办理手续,到跑腿选址,再到装修刷漆,4个年轻人亲力亲为、优势互补。陈翰霖说:“我运用在互联网大厂工作时积累的经验,把线上线下各类买赠、抽奖等花样玩法带到创业运维中,效果还不错。”
经过精心打理,目前舞房已有了19位老师,负责教授街舞、爵士舞、现代舞等课程。累计学员超过500名,且规模仍在扩大。
陈翰霖告诉中新网记者,他目前在读大陆院校的非在职心理学硕士,计划再开一间心理咨询室。“舞蹈、心理咨询双管齐下,帮助年轻人疏解身心压力,同时实现自身价值。”
在陈翰霖看来,大陆蕴含很多机会与可能,花样年华中更要抓住机遇、施展才华、追逐梦想、绽放自我。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |