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
剪纸 书法 绘画 演出 文艺志愿服务欢乐送社区******
重庆日报讯 (记者 赵欣)1月11日上午,江津区鼎山街道四季滨江舞台十分热闹。当天,“我们的中国梦——文化进万家健康你我他”2023年新时代文明实践文艺志愿服务活动来到这里,为当地群众送来新春祝福。
本次活动由中国文联文艺志愿服务中心、重庆市文学艺术界联合会等主办,市文艺志愿者协会等承办,以“礼赞二十大讴歌新时代”为题,积极营造节日喜庆氛围,凝聚奋进新时代新征程的强大精神力量。
“来,妹儿,给你做一个玉兔乖乖,尝尝看,咪咪甜哟。”“老师,你看嘛,剪刀这样拿,剪的时候要从这条线下手。”活动现场,一张张桌案四周围满了群众,桌案后面,糖关刀、剪纸、书法、绘画等多个门类的非遗传人、艺术家正在精心创作或表演。围观的群众不但大饱眼福,看得津津有味,还能免费获得文艺志愿者即时送出的糖人儿、窗花、春联、国画等新春好礼,现场喜气洋溢。
广场中央也早已坐满观众。与文艺志愿服务活动同步开展的,还有一台名家齐聚、精品荟萃的文艺演出。谐剧《麻将人生》、男声独唱《咱老百姓》、男女声二重唱《不忘初心》等节目陆续登台。
“在2023年的开端,我们很高兴又来到人民群众身边。每次参加志愿服务活动,群众对作品的每一个点赞,都是对我艺术创作的莫大鼓舞。”68岁的文艺志愿者黄继琳来自市民协,身为市工艺美术大师、“渝派剪纸”代表人物,多年来她一直活跃在志愿服务前线。
书法家们的桌案前是最热闹的。写春联、写家训、写“福”字……排队等候领取书法家墨宝的男女老少还真不少。市书协副主席马小杰表示,“贴春联等传统民俗越来越受群众欢迎,体现了我们的文化自信,书法工作者在与群众的亲密接触中传承传统文化、深化艺术价值,我们很自豪,也是幸运的。”
“听社区说今天广场上有演出,还有春联可以拿,我一早就来了。”家住广场附近的黄健荣阿姨今年65岁,她热情地给记者展示刚拿到手、墨迹未干的一副春联——“近水远山皆入画,清风明月每成诗”,横批“诗意新春”。黄阿姨说,自己过去是农民,如今搬到了城里,生活很惬意,“孩子很争气,没啥操心的,真的要感谢党和政府,你看嘛,过年过节还组织艺术家来慰问我们。”
(文图:赵筱尘 巫邓炎)