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
《去有风的地方》温暖热播质感获赞 多元群像抚愈人心******
刘亦菲饰许红豆
田园治愈剧《去有风的地方》正在湖南卫视金鹰独播剧场、芒果TV双平台温暖热播。本剧由华策(厦门)影视有限公司、瞰心晴工作室出品,刘亦菲、李现领衔主演,胡冰卿、牛骏峰特邀主演,吴彦姝、董晴、范帅琦、马梦唯、赵子琪、马柏全主演,杨昆、艾丽娅、崔奕、傅迦、焦刚、张磊、郝文婷主演,涂松岩、刘佳、郝平、龚蓓苾、姚安娜特别出演,吴倩、曾舜晞、史彭元、刘美含友情出演,傅斌星担纲出品人,张灼监制,龙亚担纲总制片人,丁梓光执导,水阡墨、王雄成编剧。自开播以来,有风小院租客们的故事、云苗村清新怡人的自然风光,为观众带去了心灵和视觉的双向治愈,演员的走心呈现、精细的制作品质也引发了许多观众的关注与热评,口碑和热度一路走高。
李现饰谢之遥
温暖工笔描摹人物群像 口碑走高热度不断
《去有风的地方》讲述了许红豆(刘亦菲饰)在好友离世后来到云南短住,在那里,她结识了放弃城市生活回乡创业的当地青年谢之遥(李现饰),以及同住有风小院的伙伴们——“跨越了山和大海才找到这里”的咖啡师娜娜(胡冰卿 饰),怀才不遇但乐观向上的音乐创作人胡有鱼(牛骏峰饰),社恐且宅的网络作家大麦(马梦唯 饰),事业受挫的商人马丘山(涂松岩饰)……在这幅多棱镜式的生活流大群像里,每个角色身上似乎都带有现代人当下生活的真实缩影,也让正在疲惫生活中,同样努力寻找内心自愈和人生方向的观众在不经意间沉浸其中。
许红豆&谢之遥
目前,各线剧情已全面铺陈开来。在阿奶(吴彦姝饰)的神助攻下,许红豆、谢之遥秒变义工与老板,两人之间的关系逐步升温;娜娜与大麦从不甚熟络到互相鼓励,双向奔赴的友情日渐深厚,而此前过着“佛系”生活的老马则决定开始重新创业……从亲情、友情、到爱情,在肉眼可见的变化里,小院生活越来越有滋味。
娜娜&胡有鱼
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细节营造治愈感 “慢看剧”感受“自愈力”
有风有海,四季三餐。在《去有风的地方》舒畅治愈的画风背后,也隐藏着诸多的走心细节。例如,剧中充满了人间烟火气的有风小院其实是剧组从无到有、一点一点悉心搭建的,摇曳的纱帘、风车、风铃、挂饰……虽不见风,却处处都是风的形状,与剧名遥相呼应。此外,从美食、服饰、建筑,到木雕、轧染、刺绣等非遗文化,也让观众感受到了浓郁的人文气息,看点满满。
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去有风的地方群像
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(文图:赵筱尘 巫邓炎)