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
台媒关注大陆春节旅游业回暖 指台商正宜深耕大陆文旅******
中新社台北1月28日电 大陆兔年春节假期于27日结束,在此期间,多家台媒持续关注大陆旅游业回暖情况。作为大陆对新冠病毒感染实施“乙类乙管”后的第一个春节假期,兔年春节大陆各地文旅消费均迎来强势复苏。有台媒指,这是台商深耕大陆文旅市场的好时机。
综合中时新闻网、《联合报》、ETtoday新闻云等媒体报道,许多台媒从春节前便开始关注大陆恢复出境游、各地提振消费举措等情况。假日之中,大量报道关注大陆旅游回到疫情前水平、观光业营收红火、大陆游客境外游热门目的地等。在年节末尾,《联合报》发出了《大陆春节内需消费“开门红”》等报道;中时新闻网指出大陆春节旅游“多方向强劲复苏”;中央社报道了大陆旅游人次的回升。
联合新闻网还观察到,在许多大陆网友晒出春节旅行规划之时,不乏有人回顾过去赴台旅行的经历。一份大陆网友晒出的环台旅行攻略在社交平台上获得热烈回应,许多人在评论中怀念台湾的美景美食。另有不少台湾网友看到这份攻略后,称赞博主规划全面又用心、令本地人也想跟着行程一起走,也希望博主再来台湾。
《旺报》27日社评则指出,大陆调整防疫政策后,旅游业毫不意外地出现爆发式增长,这正是台商深耕大陆文旅市场的好时机。评论认为,注重创意、人文、体验的“台式文旅”一直对大陆游客颇具吸引力,不少台青也已在大陆做出成功的文旅项目。现在旅游业迎来契机,有心开拓大陆市场的文旅业台商、台青,务必要敏锐捕捉大陆旅游市场的机遇与变化,把握大陆市场文旅产业跨界融合、传统文化热等新发展趋势。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)