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
(新春走基层)春节“买买买”带热坚果炒货 浙江线上线下炒热“气氛组”******
中新网绍兴1月19日电(项菁 周健)“买买买”是新春佳节历来的传统,坚果炒货则成了不可或缺的新春“气氛组”。临近春节,浙江炒货商家人气旺,线上线下迎来坚果销售“黄金期”。
红棕色的山核桃、黑灰色的瓜子、奶白色的开心果……记者近日走进绍兴一家坚果炒货市场,坚果炒货品类众多,商户们将其装进一个个盒子里,有序地摆放在铺面上,加之暖黄色的灯光,显得格外诱人。
“来我们这看看”“先尝再买”……商户们的吆喝声此起彼伏,不一会儿,只见现场人头攒动,市民们边尝边买,十分热闹。
市民试吃坚果 周健 摄除了“先声夺人”,“门面功夫”也很重要。只要摊铺上的坚果炒货少了,商户就及时补货,让摊铺看起来满满当当的。
商户褚苏苏受访时谈及,从今年元旦开始,市场的顾客就开始增多,“现在生意太好了,我们家的山核桃都快卖完了,而且急需能到店帮忙的人手。”
“感觉这里是最有年味的地方。”当日,绍兴市民梁伟丽带着儿子采购年货,不到半小时,她就买下了三斤瓜子、两斤手剥山核桃、两斤开心果以及一斤巴西松子。
梁伟丽告诉记者,“货比三家”发现,今年不少坚果炒货都比往年贵一些,“但涨幅不大,是在自己能接受的范围内。”
同样,被称为“杭州最后的马路菜场”的大马弄里,记者看到,数台炒货机不停转动,年味也随着滚筒里坚果的旋转跳跃“飘”了出来。
“我们店近期每天要炒制1000斤左右的山核桃,并且当天都能卖光。”其中一位商户受访时说。
市民购买坚果炒货 周健 摄事实上,“七山一水二分田”的浙江盛产多类特色坚果,比如临安山核桃、诸暨香榧等。
俗称“千年珍果”的香榧,是浙江民众招待客人、走亲访友的佳品。春节前夕,随着销售市场的火爆,香榧加工点也迎来了生产高峰期。
在诸暨市东白湖镇一家香榧加工点内,工作人员忙着炒制、分拣、包装香榧。据悉,该加工点还提供“香榧调换服务”,有香榧果子但不会炒制的民众可以把果子拿到此地,调换成一定数量的成品。
在浙江,坚果炒货不仅畅销线下市场,也热销大量网购平台。记者从各大电商平台发现,众多商户纷纷开辟线上销售渠道,吸引全国各地民众“淘宝”。
“直播间的朋友们新春快乐,这个是正宗临安山核桃,有奶油味的、原味的”“手剥款在一号链接,赶快下单”……借着过年消费热潮,杭州临安的商户们就通过直播“带货”,扩大山核桃销量。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |