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
回家,过年!******
“啥时候回来呀?”
“啥也别买,你回来就行。”
“到哪啦?”
“不着急,等你们回来吃饭!”
……
你有多久没回家了?
最想念的人是谁?
一位母亲在院子里
一遍一遍地扫着自家大门口,
时不时看向门口的路。
图片来源:新华网微博视频截图不知过了多久,
一名男生背着吉他出现在门口,
母亲激动地抱住儿子,
儿子抱起母亲,转了又转。
图片来源:新华网微博视频截图男生接受采访时表示:
“后来,我在监控里看到,
妈妈在门口等了有三四个小时,
眼泪哇哇地流……”
一女子和看养自己长大的大伯说
过几天带着一家回去过年。
第二天,
监控里看到大伯在庭院里洗洗晒晒,
床单被子晒满了院子,
直至把全部被子晾晒好后,
朝着监控深深望去……
图片来源:九派新闻视频截图一女子驾车返乡,
因堵车严重且已是凌晨,
便未通知家人自己的位置。
到达时,
发现12名家人站在路边等候。
女子说:
“很感动,
这真的是我一点也没想象到的!”
图片来源:点时新闻视频截图外出打工的父母回家过年,
两个孩子得知消息便一直在家等待。
一直没睡的孩子们听到父母的声音,
立刻飞奔出来,
一头扑进父母的怀里。
父亲表示:
“不管在外面受了多大委屈,
看到那一刻,真的什么都值了!”
图片来源:中新视频截图一对双胞胎萌娃站在门口,
看到爸爸回到家的那一刻,
她们惊喜尖叫,手舞足蹈,
嘴里一直叫着
“爸爸爸爸……”
图片来源:人民视频截图一名在外务工的女子
瞒着爸爸提前回家。
当傍晚天黑,
干完活回家的爸爸
突然看到她从屋里走出来,
两只手握紧,一时间忘了说话,
脸上绽放出淳朴又惊喜的笑容。
图片来源:新华网微博视频截图“怎么可能还会有石榴呢?”
一名男子回家,
发现父亲将石榴埋在沙土里,
专程等自己回来吃。
男子表示,
父亲将这些石榴从中秋埋到了元旦,
拿出来吃的时候还很新鲜。
图片来源:人民视频截图一名女子悄悄回家过节,
开门的姥姥认出后,
上前一把抱住外孙女,
激动得不停地拍打着她。
这一抱,胜过千言万语。
图片来源:人民日报微博视频截图小时候,
总想着离家远一点,
以为这样才会有自由,
不用每天听长辈们的唠唠叨叨。
长大后发现,
家才是最温暖的地方,
每一句唠叨,其实都是关心与爱,
在外奔波的辛苦与劳累,
在回到家的那一刻,烟消云散。
资料图。中新社记者 陈骥旻 摄“我们总会绕啊绕,
绕几千里路也望向归途……”
相聚、拥抱、惊喜、泪目……
总有一刻让你感受到
回家的意义。
春节临近,
有人盼你回家,就是最大的幸福!
你今年在哪儿过年?
哪一瞬间让你觉得“回家真好”?
评论区聊聊吧!
中国新闻社(CNS1952)综合自中国新闻网、中新视频、人民视频、新华网、九派新闻等
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |