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
法国华侨华人:中共二十大报告回答了海外华侨华人的关切******
中新网10月17日电 据法国《欧洲时报》报道,中国共产党第二十次全国代表大会10月16日在北京开幕,旅法华侨华人纷纷观看开幕式直播。他们表示,二十大报告既实事求是,又高屋建瓴、振奋人心,华侨华人要发挥独特优势,和祖(籍)国人民一道,建功新时代、奋进新征程。
法国华侨华人会主席蔡君柱表示,中共二十大是中国人民自信豪迈地站在了实现中华民族伟大复兴新的历史起点上召开的一次具有标志性的重要会议,也将对世界进程产生深刻影响,深刻影响华侨华人的生活。对于华侨华人来说,祖(籍)国的发展是我们的定心丸,是我们发展的定盘星。报告中说,加强和改进侨务工作,形成共同致力民族复兴的强大力量。我们将以更加昂扬的精神、更加坚定的信念,讲好中国故事,积极参与到中华民族复兴的伟大实践中去。
法国青田同乡会会长叶旭群表示,中国创造了人类历史上规模最大、持续时间最长的经济繁荣奇迹,这一切都是在中国共产党领导下完成的,因此,中共二十大不但受到华侨华人关注,也深受外国朋友的关注。二十大报告中全面回答了世界对中国的各种关切,也回答了海外华侨华人的关切。报告充分肯定了华侨华人对中国发展的贡献,我们深以为中国的发展所献微薄之力而自豪。未来,我们也会继续坚定信心,建功新时代。
法国北部华人协会会长潘翔表示,听完二十大报告后感想很多。作为海外青年一代侨领,我们要积极传承中华优秀传统文化,提升中华文化在海外的影响力,讲好中国故事、传播好中国声音,展现可信、可爱、可敬的中国形象,推动中华文化更好走向世界。
全法中国科技工作者协会理事长董长治表示,在当前世界局势下,中共二十大的召开具有非凡的意义。二十大报告中强调,必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力,深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,开辟发展新领域新赛道,不断塑造发展新动能新优势。同时提出要扩大国际科技交流合作,加强国际化科研环境建设,形成具有全球竞争力的开放创新生态。这增强了海外科技工作者的信心和动力。
全法中国学者学生联合会主席易子博表示,二十大报告中强调深入实施人才强国战略。坚持尊重劳动、尊重知识、尊重人才、尊重创造,实施更加积极、更加开放、更加有效的人才政策。着力形成人才国际竞争的比较优势。这给我们海外学子的未来提供了广阔的施展才能的天地。我们将不负嘱托,刻苦学习,早日成才,融入到全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴洪流中去。
法国山东同乡联合会会长王博生表示,在当前人类社会面临前所未有的挑战时刻,中共二十大的召开具有深刻的历史意义和现实意义。中国始终坚持维护世界和平、促进共同发展的外交政策宗旨,致力于推动构建人类命运共同体。我们希望全世界人民都能听懂中国人民的真诚呼吁:世界各国弘扬和平、发展、公平、正义、民主、自由的全人类共同价值,促进各国人民相知相亲,尊重世界文明多样性,以文明交流超越文明隔阂、文明互鉴超越文明冲突、文明共存超越文明优越,共同应对各种全球性挑战。中国人民愿同世界人民携手开创人类更加美好的未来。我们海外华侨华人也愿为之而努力。
法国陕西联合会会长李洹通过网络直播全程收看了中共二十大开幕式,感到振奋鼓舞。他说,作为海外青年侨领,将一如既往在海外服务好侨胞,向当地社会讲好中国故事,积极促进家乡与所在国的各领域交流,努力把自身发展与祖(籍)国和家乡发展紧密结合,为中华民族的伟大复兴努力奋斗。(黄冠杰)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)