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
世界客属第二十八次公祭客家母亲河在福建长汀举行******
中新网龙岩12月15日电 (记者 张金川)世界客属第二十八次公祭客家母亲河——汀江大典暨2022中国长汀国家历史文化名城保护日主题活动,15日在福建省龙岩市长汀县客家母亲缘广场举行,海内外客家宗亲相聚汀州,共襄盛举。
世界客属公祭客家母亲河——汀江大典活动,是原全国政协委员、南源永芳集团公司董事长姚美良先生及其胞兄姚森良先生倡导发起,在长汀举办的一项大型客家文化寻根活动。
鉴于全球疫情形势,本次活动采用现场公祭、视频直播及“视频祭祀”+“在线祈福”+“网络遥祭”的方式举行,表达海内外客家乡亲对客家母亲大爱精神的弘扬。
公祭现场客家风情文艺演出。 长汀县委宣传部供图海内外客属社团、知名客属人士向活动发来贺电、贺信、贺词。台湾世界客属总会荣誉总会长吴伯雄发来题词:“世客一家、同心同德”;台湾世界客属总会总会长邱镜淳发来题词:“客属同源、和平繁荣”。
马来西亚客属总会顾问、马来西亚太平局绅姚森良先生发来贺词表示,期待客家首府汀州通过举办公祭客家母亲河——汀江大典活动,广联客家乡谊,广交客属好友,发挥桥梁和纽带作用,促进客家首府汀州经济繁荣发展。
世界客属第二十八次公祭客家母亲河活动现场。 长汀县委宣传部供图福建省客家研究联谊会常务副会长黄勇表示,公祭客家母亲河大典,以弘扬民族精神和增强民族凝聚力为宗旨,以客家乡情亲情为纽带,在弘扬中华优秀传统文化——客家文化,促进两岸同属炎黄子孙的认知,提升中华民族文化自信方面发挥了正向作用,取得了可喜成效。
长汀是享誉海内外的客家首府,是客家人的聚居地和发祥地之一。龙岩市政协副主席、闽西客联会会长刘友洪在致辞时指出,从晋代起,客家先民从中原筚路蓝缕播迁来到汀州繁衍生息,发展壮大。“客家母亲河”汀江孕育了客家民系。明清以后,客家先辈们“源发汀江流四海,派衍华夏播五州”,取得了辉煌的业绩。
世界客属第二十八次公祭客家母亲河活动现场。 长汀县委宣传部供图“两岸一家亲,客家亲上亲;两岸隔山海,山海都是情。”来自台湾高雄的李建兴表示,两岸客家儿女线上线下共庆盛会,可谓“浓浓人情暖人心,蒸蒸事业旺五州”。
据长汀县县长吕莉介绍,公祭大典自1995年以来已成功举办27次,有40多个国家和地区40多万客家乡亲回到长汀老家、回到客家母亲河汀江寻根谒祖、观光旅游、投资兴业,在海内外产生了积极反响。她表示,公祭大典增进了海内外客家乡亲的友谊,凝结了客家人共同的记忆,也成为联结海内外客家乡亲的精神纽带,促进了长汀的对外开放和快速发展。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |