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
歌唱演员当上了文化村长 内蒙古政协委员乌兰图雅唱响振兴歌******
中新网呼和浩特1月12日电 (记者 乌娅娜)“产业多兴旺,精神多蓬勃,村美民富幸福来,唱响振兴歌……”12日,内蒙古自治区政协委员乌兰图雅嘹亮的歌声回荡在内蒙古“两会”委员通道上,用这首歌祝福乡村明天更加美好。
这首歌曲展现了生机勃勃的乡村振兴美好画卷,在乌兰图雅看来,文艺工作者在乡村振兴中大有可为,“这里有更广阔的天地,文艺工作者不仅可以施展自己的才华,也能汲取艺术源泉。”
记者了解到,2022年,内蒙古文联和兴安盟委宣传部统筹区盟旗三级文化文艺资源,开展了“文化村长助力乡村文化振兴行动”,10位内蒙古知名文艺工作者走进兴安盟,以“文化村长”身份与嘎查村结对子,乌兰图雅便是其中之一。
乌兰图雅拿着一张照片介绍道:“这是察尔森嘎查一位贫困残疾老人家,但是当我走访的时候,看到他的家里窗明几净,听到了朗朗笑声,这位老人并没有因为残疾而失去了对生活的信心,反而是充满对美好生活的向往。在政策的帮助和个人的努力下,他现在已经脱贫致富。”
“我们常常说,文艺工作者要贴近生活,走进生活,我觉得他们身上那种自强拼搏的精神值得我们学习,他也是中国千千万万农民的缩影,他们心中有光,脚下有力量。”乌兰图雅说道。
她介绍,在文化村长的带动下,各嘎查村自发组织了业余演出队伍,在基层形成了弘扬中华民族文化的“最炫的民族风”,同时推出了12个文艺类项目,包含了摄影、美术、书法、器乐、歌舞等,提高了村民的艺术鉴赏能力,也帮助他们学习艺术知识。截至目前,文化村长为嘎查村创作了30首村歌、12支村舞、60幅村画,“这些冒着热气,带着露珠,有人间烟火气的文艺作品深受老乡人的喜爱。”
乌兰图雅说:“当真正走进乡村,与村民们互动交流后,才能发现在民间深藏多年的民族优秀传统文化。看到文化推动乡村振兴而取得的成果时,我们也感到骄傲和自豪,也更加坚定继续为乡村振兴服务。”
内蒙古自治区政府工作报告中显示,过去五年,内蒙古157万贫困人口全部脱贫,57个贫困旗县全部摘帽,3681个贫困嘎查村全部出列。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)