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
武汉“烟火气”持续升腾 消费市场年味浓******
(新春见闻)武汉“烟火气”持续升腾 消费市场年味浓
中新社武汉1月12日电 题:武汉“烟火气”持续升腾 消费市场年味浓
中新社记者 张芹
临近农历新年,漫步于武汉街头,处处可见高高悬挂的大红灯笼和中国结、琳琅满目的兔元素装饰品,菜市场里“烟火气”氤氲而升,春节氛围渐渐“拉满”。
腌制腊鱼、腊肉、腊肠……进入冬至,武汉人便开始张罗着,食材在白酒、花椒、八角、桂皮等各式调料以及阳光“加持”下,无须半月,散发诱人的咸香。待到春节,就成了餐桌上的佳肴。
走进武汉市硚口集贤二路,小巷里有家老字号“甚美王牌香肠”。档口处,早已围满前来“打年货”的顾客。“早上八点就过来排队,还好想要的都买到了。”66岁的李桂珍祖籍河南。她40多年前来到武汉,此后一直在此定居,入乡随俗口味也发生了变化,每年过年总少不了备上各式腊味。
除了腊味,武汉人春节的餐桌上少不了炸圆子。片鱼、剁肉、搅馅、下油锅……38岁的赵榕刚系上围裙,熟练地完成一整套动作。半年前,他决心投入自己热爱的餐饮行业,从小吃到大的炸圆子就成了首选创业项目。
“每个城市都有自己的味道,对于武汉来说,炸圆子在春节期间最不可或缺。”赵榕刚告诉记者,选择在春节前开业正是为了迎合当下消费热点。目前,每天销售额可达15000元人民币左右。
在汉口北小商品城,春联、年画、窗花以及各式各样的新春饰品品类繁多,吸引众多民众驻足选购。商铺里的老板一边接待顾客,一边对照订单打包发货,无暇与人闲聊。
不远处新近开业的鲜花小镇里,人头攒动。冬青、腊梅、水仙、蝴蝶兰等年宵花尤受青睐。“过年给家里添几盆植物,有种焕然一新的感觉。”市民刘媛说。
午餐时间,位于汉口台北路的湖北本土菜馆“小蓝鲸”座无虚席。餐厅负责人刘方姣介绍,从农历小年到正月十五团圆宴基本都已预定,今年餐厅还推出“手提团圆宴”,受到消费者欢迎。
武汉餐饮业协会会长刘国梁介绍,春节期间,全市80余个餐饮品牌联合推出滋补煨汤节、邻里年货节等活动,希望借此为广大消费者提供更多元、优质的用餐选择。
记者搜索各大旅游平台发现,武汉热门景点周边,春节期间几乎一房难求。
“春节假期将迎来一波高峰。”中国旅游研究院武汉分院常务副院长龚箭认为,短途自驾、冰雪游、休闲游、营地游将成为近期旅游市场的主流和热点。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)