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
俄乌局势进展:泽连斯基呼吁北约加速接受乌克兰 俄方更换特别军事行动总指挥******
中新社北京1月12日电 综合消息:据乌通社报道,乌克兰总统泽连斯基11日表示,北约应启动机制加速接受乌克兰。俄媒报道称,俄罗斯国防部长绍伊古11日宣布更换俄对乌克兰开展特别军事行动区域联合部队总指挥,由俄武装力量总参谋长格拉西莫夫出任。
泽连斯基呼吁北约启动机制加速接受乌克兰
据乌通社11日报道,乌克兰总统泽连斯基当天表示,北约应启动一项机制加速乌克兰加入北约。
据报道,泽连斯基在卢布林三角第二次峰会后举行的新闻发布会上表示,北约以“敞开大门”的言论形式支持乌克兰是不够的。他说:“我们需要向前迈进......我们等待着强有力的步骤,比‘敞开大门’更多的东西。”
2022年9月30日,乌克兰签署了加入北约的申请。
俄方更换特别军事行动总指挥
据俄媒11日报道,俄罗斯国防部长绍伊古当天宣布更换俄对乌克兰开展特别军事行动区域联合部队总指挥,由俄武装力量总参谋长格拉西莫夫出任。
俄国防部网站消息说,原特别军事行动区域联合部队总指挥、俄空天军总司令苏罗维金大将,俄陆军总司令萨留科夫大将以及俄武装力量副总参谋长基姆上将出任副总指挥。
俄罗斯卫星通讯社援引俄国防部消息称,提高总指挥的职务级别是因为特别军事行动实施过程中需要完成的任务增多,有必要统调俄军各军兵种,使之更加紧密协同,旨在提高各类保障质量以及区域联合部队的指挥效率。
乌克兰、立陶宛、波兰签署联合声明
乌通社报道称,乌克兰总统泽连斯基、立陶宛总统瑙塞达和波兰总统杜达11日在利沃夫举行的卢布林三角第二次峰会后签署了联合声明。
波兰和立陶宛在联合声明中表示支持乌克兰尽快加入北约和欧盟。
联合声明还重申了立陶宛和波兰将继续向乌克兰提供军事、技术和人道主义等支持。
俄常驻联合国代表:安理会将就乌克兰问题举行会议
据俄罗斯卫星通讯社12日报道,俄罗斯常驻联合国第一副代表德米特里·波利扬斯基宣布,在莫斯科的倡议下,联合国安理会将于1月17日就乌克兰问题举行会议。
波利扬斯基还表示,莫斯科时间1月20日19时,俄方将就12月顿巴斯炮击事件举行安理会非正式会议。
美媒:欧盟委员会主席计划2月访问基辅
据乌通社11日报道,美国政治新闻网站“Politico”援引一位欧盟官员的话称,欧盟委员会主席冯德莱恩和其他欧盟委员计划于2月初访问乌克兰首都基辅,开展“最高级别的磋商”。(完)