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
从收官日金牌到首日金牌,武大靖的1444天******
中新网客户端北京2月5日电(记者 李赫)从2018年2月22日到2022年2月5日,时隔1444天,中国军团再迎冬奥金牌。
对于开幕式后首日便顺利夺金的中国代表团来说,这样的等待并不漫长。
因为4年前在平昌,这份等待经过了13个比赛日,才在短道速滑收官日当天收到回应。
武大靖冲线瞬间。从中国代表团平昌冬奥“首金”,到中国代表团北京冬奥“首金”,时隔1444天,武大靖再登冬奥最高领奖台。
对于领军出征的武大靖来说,这份坚守并不容易,它意味着超过47个月的孜孜以求。更何况滑向北京冬奥的四年,武大靖的旅程并不平坦。
在2018年平昌冬奥会上以无可撼动的优势夺得男子500米冠军之后,武大靖成为中国短道速滑队的核心。而世界赛场上,他在男子500米短道速滑的冰面上也一度所向披靡。
2021年11月27日,荷兰多德雷赫特,21/22短道速滑世界杯上,武大靖在比赛中。图片来源:视觉中国在同年底进行的卡尔加里和盐湖城世界杯赛中,武大靖不仅在男子500米项目上一骑绝尘,还在一年当中第三次打破世界纪录,风光一时无两。
然而在那之后,武大靖的状态有所波动。进入本赛季,武大靖的稳定性仍令人捏把汗。本赛季短道速滑世界杯,武大靖在北京站决赛中抢跑出局,在日本站未能晋级半决赛,在匈牙利站决赛中被碰倒后仅获第四,直至荷兰收官站才收获赛季个人首冠。
北京冬奥临近,武大靖在“慢热”的状态里与自己较劲,竞争者们却迅速成长。
2018年2月23日,冬奥会短道速滑男子5000米接力奖牌颁奖仪式在韩国平昌举行。匈牙利在华裔兄弟刘少林、刘少昂的带领下在项目上夺得金牌,中国摘银,加拿大获得铜牌。图为匈牙利运动员跳上领奖台。中新社记者 崔楠 摄武大靖身边,队友任子威状态正佳,匈牙利的刘少林、刘少昂兄弟实力愈发强劲。在平昌为匈牙利历史性地拿到冬奥会金牌后,他们更希望在单项上有所突破。本赛季世界杯匈牙利站男子500米决赛,刘少林、刘少昂兄弟便战胜武大靖、任子威包揽了冠亚军。
不仅如此,疫情的“搅局”、主场作战的压力、作为本届中国代表团唯一一位奥运冠军所背负的期许,这些都让武大靖一路走来的每一步显得更加沉重。
面对这些困难,武大靖咬牙顶住。
资料图:2018年2月23日,平昌冬奥会短道速滑男子500米奖牌颁奖仪式在韩国平昌举行,中国选手武大靖在该项目上夺得金牌,这也是中国代表团在平昌冬奥会上的首枚金牌。图为武大靖在获颁金牌后手指胸前五星红旗。中新社记者 崔楠 摄“我会加强训练,把自己最好的状态呈现在北京冬奥会。”
几天前,中国短道速滑队进行了虎年首练。这场训练,中国队正是围绕接力展开,加强了交接棒配合。
“今天以适应冰场为主,团队在接力项目很有竞争力。我们全力以赴,给中国代表团打个样。”武大靖再次坚定表态。
正是这份坚毅陪伴着武大靖一路走来,从女队陪练成为奥运冠军,在奥运冠军的位置上收获又一枚奥运金牌。
当地时间2月23日,2018平昌冬奥会短道速滑男子500米颁奖仪式在平昌奥运村举行,夺得金牌的中国选手武大靖登台领奖。也是这份坚毅支撑着武大靖走过平昌“首金”后的1444天。终于,武大靖和他的队友们一起,让中国代表团的“首金”,不再需要漫长的等待。
北京冬奥会赛程还长。武大靖和他领衔的中国短道速滑队,有机会让这份坚守兑现更多。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |