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
“中国光谷”汇聚企业主体超12万家******
中新网武汉2月2日电 (吴非 康华蕾 张芹)武汉东湖高新区(又称“中国光谷”)2日举办首届“光谷企业家日” ,300余位产业领军人物参会 。
光谷企业家协会会长童国华表示,东湖高新区诞生35年来,已汇聚超12万家企业主体,高新技术企业突破5300家 。
35年前,武汉东湖新技术开发区管理办公室正式挂牌。35年间 ,一大批企业家在光谷创新创业。这块昔日被称作武汉建成区“地图外两厘米” 的地方 ,大力发展特色高新技术产业 ,完成从“一束光”到“一座创新城” 的蝶变。同时,光谷良好 的成长土壤,吸引了4名诺贝尔奖得主 、74名中外院士 、近3000名“3551光谷人才”在此创新创业。
现场颁发多个奖项向企业家致敬 陈卓 摄在当日举行的首届“光谷企业家日”庆祝大会上,主办方以沙画、影像展等形式 ,展现光谷各类企业家创业故事,讲述光谷精神,向企业家致敬,并颁发了“优秀青年创业者”“年度优秀创业导师”“年度优秀投资人”“光谷工匠企业家”“年度突出贡献企业家”“光谷卓越企业家”等多个奖项 。
高德红外董事长黄立,锐科激光副董事长兼总工程师 、创始人闫大鹏 ,兰丁股份董事长孙小蓉 ,盛天网络董事长兼CEO赖春临等4位产业领军企业家代表共同发出《光谷企业家倡议》。倡议提出 ,实现高水平科技自立自强 ,提高国际市场开拓能力,助力“科学之城、追光之城、向往之城”建设取得新突破。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编 :天天中] 阅读剩余全文() |