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
(新春见闻)台湾青年的团圆春节:盼两岸交流更顺畅******
中新社北京1月28日电 题:台湾青年的团圆春节:盼两岸交流更顺畅
中新社记者 张晓曦
今年农历春节,是很多人期盼已久的团圆年,长年在大陆打拼的台湾青年返台过年,与亲友重聚。他们在接受中新社记者采访时表示,期待未来两岸交流更顺畅、往来更便捷。
张毓中:与家人团圆 品尝家乡美食
来自台湾台中的张毓中,是一名“北漂”青年。前两年由于疫情,他留在北京过春节,今年终于有机会回乡与家人团聚。
“我们会贴春联、放鞭炮、发红包,也会去庙里走走,但年夜饭可能有些不同,比如在台湾我们会吃一道菜叫乌鱼子,是风味比较独特的美食。”张毓中说,在北京过年时也会与朋友约着一起吃台湾菜,但回到家乡品尝当地美食的感受仍不可替代。
除夕夜,张毓中和家里的亲戚朋友聚餐,享受来之不易的团圆。春节假期,他和家人外出旅行。“其实我想在家里待久一点,但我妈有点‘憋得慌’,那就一起出去走走。”
在张毓中看来,今年的春节年味特别浓,有一种“全球华人大团圆”之感。不仅他从大陆飞回台湾,很多小时候的朋友也从美国、加拿大或其他地方回到家乡过年,大家难得相聚。
“感觉真的很不一样,再加上台湾天气很好,大家聚在一起,氛围很棒。”他表示,假期过后,他会继续留在台湾一段时间,之后会返回大陆,继续自己的工作,“希望到时航班会更加顺畅,”他说。
郭雪筠:为父母包红包 发现有趣差异
“台北女孩”郭雪筠在北京过了几年春节后,今年终于回到家人身边。“见到家人总是会很开心的,就是那种很熟悉的感觉,我也会赶快去看看台湾现在便利店在卖什么、现在流行什么餐厅。”
过年从北京飞回台湾,郭雪筠的行程总体顺利,但因为不少在大陆工作的台湾朋友都选择过年回台,往返两岸的航班价格较高。
“因为我家不是那种很传统的家庭,就是除夕大家吃个饭。”郭雪筠表示,但是,今年她特别为父母包了红包,以表孝心。
“我发现一件很有趣的事,就是在台湾我们是会包红包给父母的,但是在大陆好像不是这样。”她也曾和朋友交流过,发现台湾约定俗成是工作之后为他人包红包,并会向长辈表示心意,但在大陆红包似乎较多是给晚辈。
郭雪筠还表示,台湾有很浓厚的过年气氛,春节期间很多店铺都关门,外面的鞭炮声很多,年夜饭也吃得比平时更丰盛。
她也观察到了一些变化,包括在街上会遇到更多人谈论在大陆的工作、生活,逛夜市也会发现有商贩在卖大陆零食。
假期过后,郭雪筠就会回到北京。“两岸关系很密切,所以交流的需求也很高。”她说,希望未来有更多年轻人互相交流的机会,也希望航班可以再多一点,让大家出行、回家方便。
黄柏翔:过温暖春节 盼往来顺畅
在北京从事金融租赁相关工作的黄柏翔,过年回到了故乡高雄。他十分兴奋,“我在大陆工作,能够回来看看父母,体会一下台湾的年味,心情是蛮高兴的,家人见到我也都特别开心。”
“台湾南部天气比较温暖,年味也很浓,过年会去庙里‘拜拜’等。像我家人也会一起吃年夜饭、看看电视节目,其实和大陆蛮像的。”黄柏翔说。
除了与家人团聚,黄柏翔这次回到台湾也见了不少老朋友。“很多台湾的朋友都在问什么时候可以去大陆,包括旅游、工作等等,我看到很多人对两岸交流是很期待的。”他说。
黄柏翔也告诉记者,这次回台湾,航班比以往更紧张、机票价格也更高,但购票过程还算顺利。“希望今后可以多开一些航班,方便两岸之间的往返。交流、沟通更便利,总是个好事情。”(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)