绕过人墙、半路转弯 怎么在世界杯踢出超帅“香蕉球”?******
又到了四年一度的世界杯
不知道大家是否还记得
2018届世界杯中
葡萄牙和西班牙相遇的小组赛
C罗在最后时刻力挽狂澜
踢出被解说员叹为
“翩若惊鸿,宛若蛟龙”的
“C型”任意球,扳平比分
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
第十四届“大爱无国界”国际义卖活动开幕******
中新网北京1月18日电 “大爱无国界——温暖成长路”国际义卖活动开幕式17日在北京以线上方式举行。中国外交部部长秦刚,特邀嘉宾、中共中央政治局委员、国务委员王毅夫人钱韦女士,120多家外国驻华使馆、国际组织驻华机构和部分爱心企业代表等出席。
秦刚代表外交部向长期以来始终支持、参与和关心“大爱无国界”活动的中外朋友,特别是各国驻华使节表示衷心的感谢,并向王毅国务委员、钱韦女士为活动所做大量工作表达由衷的敬意。
秦刚说,外交帮扶工作见证了一个个大爱项目落地生根、开花结果;见证了“大爱无国界”活动坚守初心,助力脱贫攻坚的圆满收官,乡村振兴接力起航;见证了无数个孩童心中的梦想实现,无数个家庭有了新的希望。“大爱无国界”活动的创办,不仅是为了凝聚爱心,共创未来,更是为了传递和发扬和衷共济、团结互助的“大爱精神”。
秦刚表示,中共二十大明确了新时代新征程中国共产党的中心任务,我们将以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴。中国式现代化是全体人民共同富裕的现代化。对于中国共产党,“人民”二字重千钧。我们坚持以人民为中心的发展思想,在发展中保障和改善民生,奋力把人民对美好生活的向往变为现实。脱贫只是第一步,更好日子在后头。我们将引导、支持有意愿、有能力的企业、社会组织和个人积极参与公益慈善事业。外交部将坚持把“大爱无国界”国际义卖活动办下去,越办越好。
钱韦女士在致辞中表示,“大爱无国界”国际义卖活动一步一个脚印走过13个年头,用心用情换来无数温暖人心时刻,为中国脱贫攻坚和乡村振兴事业做出积极贡献。本届义卖活动将主题确定为“温暖成长路”,聚焦帮扶乡村儿童,计划将善款用于为云南省金平县、麻栗坡县近百所中小学校新建和改造热浴设施,让两县近2万名孩子沐浴温暖、健康成长。正是来自中外各方爱心人士的一次次付出和奉献,变为润物无声的温暖,改变无数个家庭的命运,点亮无数个孩子的希望,书写中国人民与各国人民以心相交、守望相助的动人篇章。
阿联酋驻华大使扎希里代表外国驻华使团发表视频致辞,表示在中国共产党领导下,中国脱贫攻坚取得巨大成功,并努力实现共同富裕。阿中两国都秉持构建人类命运共同体理念,希望各国都能成为全球发展的积极贡献者,携手为全人类打造充满希望、繁荣、可持续的未来。
嘉宾们共同见证“云义卖”活动正式启动。此次义卖筹集货品近400种、5.8万件,在淘宝平台设立“数乡宝藏旗舰店”专题网页,持续至2月8日,并将举行直播带货。(完)