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
侨乡“花式”送祝福 一解侨胞思乡情******
中新社北京1月30日电 (记者 刘立琨)兔年春节期间,多个侨乡通过举办地方特色演出、邀请侨胞体验传统年俗、介绍华侨文化等方式,营造浓郁的节日气氛,也向海外游子送去来自家乡的新春祝福。
为迎接新一年的到来,广东省江门市侨联举办兔年挥春活动,向侨胞赠送了200余副春联和福字斗方。活动中,侨胞代表与书法大家共同挥毫,感受书法艺术的魅力,用一副副春联书写出浓浓的年味。
红色剪纸有序铺排,一张张栩栩如生的五角星、中国结、“兔福”跃然眼前。在专业老师的指导下,潮州市湘桥区的归侨侨眷们用鲜活的剪纸作品,表达了对新一年的美好期盼。
湘桥区侨联主席谢淑川表示,希望在春节之际通过活动缓解大家的思亲之情,让侨眷们感受到家的温暖。
春节期间,泉州华侨历史博物馆“根脉寻踪——南洋华裔族群寻根谒祖综合服务平台体验展示馆”开展系列活动。展览将观展与互动相结合,打破了时空限制,以“沉浸式”体验向公众普及华侨历史,介绍华侨文化。
观众可以查询泉州主要姓氏的图腾、源流及迁移历史;聆听泉籍侨胞寻根圆梦的故事,观看泉籍侨胞返乡寻根图片;查阅家族侨批,手写家书为亲人送祝福;观赏3D华侨民居全景,了解其建筑价值、历史价值和人文价值。
分送新春“福”包,把家乡人民的关心问候传递给住在国的侨胞和民众;邀请非遗传承人教大家剪纸、写春联、做年画,讲江苏过年期间的风俗活动;邀请淮扬名厨,教大家制作体现春节年味、淮扬特色、地标美食的年夜饭……兔年春节期间,江苏省侨联开展了“亲情中华·年味江苏”系列活动,给海外华侨华人送上了江苏特色的“文化盛宴”。
近年来,江苏省侨联的新春活动已逐渐形成品牌。在今年的新春海外送“福”活动中,多位楹联大家创作了具有“侨”特色的楹联作品,让承载着家乡人民心意的新春祝福漂洋过海,受到了海外侨胞的热烈欢迎。
多地侨联举办新春晚会,以慰藉侨胞的思乡之情。四川省侨联举办“亲情中华·美丽四川”新春慰侨演出,并向海外侨胞征集祝福视频;“亲情中华·春潮瓯越”世界温州侨胞春节联欢晚会,分设4个海外分会场,将海外民风民情与中华传统文化结合,侨胞们纷纷送上新年祝福,表达他们对家乡亲人的思念和祝愿。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)