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
铁路宁波站值班站长的24小时:保障五湖四海旅客回家路******
(新春走基层)铁路宁波站值班站长的24小时:保障五湖四海旅客回家路
中新网宁波1月16日电(林波 徐峰 李芮)1月16日2时43分的铁路宁波站,灯火通明。春运期间临时加开的K4654次普速列车,缓缓驶出。
今年春运,返乡客流明显回升,铁路宁波站临时加开了13趟开往重庆、合肥、阜阳、贵阳、南昌方向的列车。
其中,几趟在深夜开行的列车,让铁路宁波站值班站长任淑青格外挂心。
虽然已经和春运打了8年交道,但今年的春运,对任淑青来说仍是一次特别的考验,“春运期间,许多旅客会在深夜携带大包小包,来到火车站候车室,熬夜等待开行的列车。”
每当此时,任淑青手里的那部站长热线手机,便会此起彼伏地响起。
“从去年开始,铁路宁波站新开通了站长热线,号码就在站内时刻表大屏的下方。”正说着,任淑青手中的电话又响了起来,又有一位旅客拨通了站长热线寻求帮助。
站长热线位于时刻表大屏下方。 铁路宁波站供图“您好,我是铁路宁波站值班长,请讲。”春运期间,站长热线接到旅客咨询的数量激增,任淑青已习惯了这句频繁又简短的问候。
“你好,我等会儿乘坐D942次列车,我的亲属是视障人士,你们可以帮他提前进站吗?”电话里的旅客如是咨询。
对此,任淑青说:“可以的,您来火车站后可以再拨打这个站长热线,您亲属是重点旅客,我们送他进站乘车。”
途经铁路宁波站的D942次列车,开行时间是4时29分。接到电话后,任淑青如往常一样,将旅客的乘车信息详细记录在纸上,并设置好闹钟,做好接送重点旅客的准备。
作为铁路宁波站服务和接待旅客的“窗口”,站长热线自2022年6月启用后,已受理旅客来电600多件,其中咨询类300多件、现场帮扶类150多件。
拨通站长热线的旅客来自五湖四海。
从8时到第二天8时,任淑青和其他两位轮班的值班站长一到岗工作,就是24小时“在线”。
任淑青的“小身材”里装满了“大能量”,身上像是有使不完的劲儿。
站长热线和对讲机此起彼伏地响着,任淑青跟随着旅客和同事们的“呼唤”,奔波在铁路宁波站的各个角落:进站口、检票口、站台、服务台……
任淑青接收对讲机信息。 铁路宁波站供图在任淑青眼里,所有铁路工作人员在春运期间的坚守,就是为了让旅客开心平安地回家过年。
“对我们铁路工作者而言,春节不能回家已是常态。但看着每一位带着爱意回家的旅客们能够过一个平安幸福的好年,我就很高兴。”任淑青笑着说。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |