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
“逛吃、逛吃”…… “列车集市”上“年货节”******
(新春走基层)“逛吃、逛吃”…… “列车集市”上“年货节”
中新网内蒙古大兴安岭1月18日电 题:“逛吃、逛吃”…… “列车集市”上“年货节”
作者 张玮 徐率
“您好!葡萄给我来一袋。”
“11元。”
“往前走一走,看一看有啥喜欢的!”
……
春节将至,为了让回家过年的人购买到物美价廉的年货,由加格达奇开往齐齐哈尔的4045次公益慢火车将年货集市搬上列车,沿途乡镇的家乡特产成为“列车大集”上的主角。
穿梭在大兴安岭林海的这趟公益慢火车上,别样年味儿扑面而来。
走进4045次列车的3号车厢,琳琅满目的年货吸引了人们的目光。
75岁的张华军老人家住白桦排,这里每天只通这一趟火车,每年过年他都要到邻村镇上的集市里购买年货,头一次赶上“列车大集”,他不由自主地在车厢逛了起来。
“列车大集”上设有生活物资区、土特产品区、网红零食区、民俗文化区、冻货区等,旅客可以在列车上购买瓜果蔬菜、米面粮油等生活物资,也可以买到木耳、蘑菇、榛子、蓝莓等地方特产,甚至还有对联、福字、灯笼等年货。
图为乘客在列车上赶大集。 王明月 摄李鹏是黑龙江省嫩江市伊拉哈镇伊拉哈中学的一名乡村支教老师,他与这趟列车有着很深的感情。当年,他坐着这辆公益慢火车走出山村求学。春节前夕,他又坐着这趟火车回到家乡支教。
“列车大集”的书籍区吸引了李鹏的目光。“身为教师,看到书就比较亲切,想着选一些适合初中生看的书籍带回学校,孩子们可以在课后看一看,丰富一下他们的情操。”
为了办好这次“列车大集”,列车组在3个月前就开始准备,征集民众对春运集市的需求,最后确定了6个品类的销售货品,其中大多数产品是沿途乡村的土特产,“列车大集”也成为家乡特产的展示平台。
4045次列车长何斌告诉记者,供货商也可以在列车上进行直播带货,打出自己的品牌,助力乡村振兴发展。
图为穿行在林海的公益慢火车。 王明月 摄这趟列车一路向北,跨过嫩江平原,穿越大兴安岭林海,全程431公里,单程运行9小时52分,沿途站停32站,其中,二道湾、青水山、团结、八方、白桦排等14个站每天只有这一趟列车经过。
何斌说:“现在我们各节车厢都是满员,车厢里每天都热闹极了。”
4045次列车至今已运行了40多年,这趟公益慢火车为偏远林区解决了出行难的问题,帮助沿线百姓在精准脱贫、乡村振兴的道路上迎着曙光一路前行。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |