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
四川省十四届人大一次会议在成都闭幕******
中新网成都1月15日电 1月15日下午,四川省第十四届人民代表大会第一次会议圆满完成各项议程后在成都闭幕。
大会应到代表880名,实到代表857名,符合法定人数。
根据本次大会选举办法和有关规定,在总监票人和监票人监督下,大会采用无记名投票方式,选举产生了四川省第十四届全国人民代表大会代表147名,中央提名的代表候选人赵乐际同志当选。
大会选举王晓晖为四川省第十四届人大常委会主任,王雁飞、罗强、祝春秀、彭琳、宋朝华、王菲、刘坪、何延政、朱家德、何礼为副主任,贾瑞云为秘书长。选举黄强为四川省人民政府省长,李云泽、杨兴平、叶寒冰、田庆盈、胡云、郑备、段毅君为副省长。选举廖建宇为四川省监察委员会主任。选举王树江为四川省高级人民法院院长,葛晓燕为四川省人民检察院检察长。新选出的四川省人民检察院检察长葛晓燕待最高人民检察院检察长提请全国人大常委会批准。
会议表决通过了关于政府工作报告的决议、关于四川省2022年国民经济和社会发展计划执行情况及2023年计划的决议、关于四川省2022年预算执行情况及2023年预算的决议、《四川省人民代表大会关于修改〈四川省人民代表大会议事规则〉的决定》、关于四川省人民代表大会常务委员会工作报告的决议、关于四川省高级人民法院工作报告的决议、关于四川省人民检察院工作报告的决议。
四川省委书记、省人大常委会主任王晓晖作了讲话,代表省委向十三届省人大常委会组成人员和全体省人大代表表示衷心感谢、致以崇高敬意。他指出,过去五年,是治蜀兴川事业大踏步向前迈进的五年。在波澜壮阔的奋斗历程中,省人大认真行使宪法法律赋予的职权,紧紧围绕全省中心大局,大力推进民主法治建设,不断提高立法质量,切实加强法律监督和工作监督,充分发挥人大代表作用,为推动四川改革发展作出了重要贡献。
王晓晖指出,当前四川发展已经站在新的历史起点上,正阔步迈向全面建设社会主义现代化四川新的征程。这次省人代会贯彻落实省委决策部署,对未来五年及今年全省经济社会发展主要目标和重点任务作出全面安排。
王晓晖指出,推动新时代新征程四川现代化建设,必须大力推进“四化同步”发展,找准发展路径、增强内驱动力,增强发展的整体性、协调性、集成性。推动新时代新征程四川现代化建设,必须大力推进“城乡融合”发展,重塑城乡关系、优化发展生态,加快形成城乡共同繁荣新局面。推动新时代新征程四川现代化建设,必须大力推进“五区共兴”发展,强化全域联动、促进协同发展,推动优势地区更好发展、生态功能区更好保护、欠发达地区加快追赶。
王晓晖指出,面对新征程新形势新任务,各级人大及其常委会要着力加强和改进新时代四川人大工作,大力发展和践行全过程人民民主,持续提高四川人大工作质量和水平。各级人大代表要模范遵守宪法法律,认真履职尽责,共同把大会确定的各项目标任务落到实处,更好展现新时代人大代表的新气象新风貌。
王晓晖指出,前行道路上还有更多更艰巨的任务和挑战等着我们,可能会经受风高浪急甚至惊涛骇浪的重大考验,决不能有任何松松劲、歇歇脚的想法。必须牢记“三个务必”,始终保持对初心使命的坚守执着,始终保持艰苦奋斗的优良作风,始终保持顽强斗争的拼搏精神,奋力写好中国式现代化的四川篇章,共同开创治蜀兴川的美好明天。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)