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
外籍友人“入乡随俗” 与西安民众共迎元宵佳节******
中新网西安2月2日电 (杨英琦)元宵节前夕,兔年春节的年味仍在持续。2月2日,“丝路欢歌”——中外友人喜迎元宵节文化交流活动在西安举办,来自20多个国家的三十多位外籍人士欢聚一堂,与中国民众一起体验传统民俗。
参加本次活动的外籍人士来自各行各业,无论是演员、商人、视频博主还是在校教师,均已在西安生活多年。谈及包饺子、剪纸、吃元宵、贴春联等传统民俗,他们皆有或多或少的了解,并表现出浓厚的探索欲。
当日活动举办地为西安一家印度文化交流餐厅。该餐厅内除了印度风格的装潢外,福字、灯笼、中国结等红色系的中国特色风装饰随处可见。在其室内准备的民俗体验活动中,包饺子、剪纸体验备受欢迎。
图为活动现场的剪纸作品展示区。 杨英琦 摄“今天我包了7个饺子,如果不是时间原因,我还可以包得更多。”来自美国的大卫称自己非常热爱这座“碳水之都”,尤其是饺子、油泼面等面食。“今年春节,西安人山人海。我也入乡随俗过了一个地道的‘中国年’,与朋友相聚、互送新年祝福。”
来自埃及的艾小英就读于西北大学文学院,除了节庆的热闹氛围,蕴含丰富文化含义的春联是她对中国春节印象最深的元素,“今年是我在西安过的第六个春节,也是年味最浓的一年。”
活动现场,歌手任敬献唱《千古长安》《幸福丝路》等歌曲。“千年古都,常来长安。我很高兴有机会参加此类中外文化交流活动,展示西安的文化与民俗。”她认为,与外国友人相聚西安共迎元宵佳节、分享中国文化是件很有意义的事情。
现年61岁的西安剪纸非遗传人惠延林常年致力于推广剪纸艺术。在这场中外文化交流活动中,她向大家介绍了中国春节传统民俗的文化意义,并展示出精美的剪纸作品。来宾和孩童们围绕在惠延林身边了解、学习剪纸艺术,饶有兴致。
本次活动在中外友人的掌声与欢笑中落幕。当日不少来宾表示,希望未来能有更多机会了解中国民俗,促中外文化交流互通。(完)
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