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
中央广播电视总台2023年华语环球节目中心重点节目片单发布******
中新网北京1月18日电 (记者 高凯)“传中国声音览华语精品”——中央广播电视总台2023年华语环球节目中心重点节目片单发布活动日前在北京举行。
中宣部副部长、中央广播电视总台台长慎海雄出席活动,并与中共中央台湾工作办公室、国务院台湾事务办公室副主任龙明彪,中华全国归国华侨联合会副主席程学源,中央广播电视总台副台长王晓真等共同启动2023年华语环球节目中心重点节目片单。
片单发布活动分“中国脉搏”“大道致远”“文明回响”“共同家园”四大板块,向海内外观众重点推介19档华语精品节目。
“中国脉搏”板块包括4档品质力作:大型系列报道《新征程上看中国》以生动的事例集中展示中国式现代化的建设成就;大型融媒体直播报道《最美侨乡》,从细节入手讲述海外侨胞眼中的故乡情,展现侨乡发展新面貌;纪录片《国家公园》聚焦中国国家公园的独特生态景观和珍稀野生动植物,呈现万物共生之境;系列节目《天下黄河》以悠久的黄河文化传承为基底,展现沿线各省区保护和发展黄河文化的新变化、新成就。
“大道致远”板块的4档精品节目包括纪录片《丝绸之路上的中国名片:丝绸、茶叶、瓷器》、大型融媒体报道《行走自贸港》、融媒体栏目《健康中国》、大型季播文化节目《遇鉴文明》。
“文明回响”板块,6档精品节目依次亮相。大型纪录片《长城之歌》寻找背后隐藏的中华文化奥秘;纪录片《扎什伦布》穿越悠悠岁月,揭开藏传佛教圣地的神秘面纱;人物纪录片《范扬的笔墨故事》通过画作走进大师的艺术人生;《中国地名大会》发掘地名背后深远的文化智慧;《中国考古大会》继续探源中华文明,焕发传统文化新活力;大型季播节目《中国中医药大会》以“医人、医典、医案、医方”为切入点,通过演播室科技+艺术创新形式,解读中医药文化延绵至今仍焕发生机的奥秘。
“共同家园”板块中,5部围绕自然与人文的精品力作包括4K超高清电影《大熊猫秦岭奇遇记》、系列节目《探秘国家公园》、大型专题报道栏目《走遍中国》、融媒体节目《方言这么美》和《中央广播电视总台2023年中秋晚会》,从自然、生态、历史、人文等多种角度,以真实可感的讲述方式,让海内外受众感受到中国的独特魅力。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)