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
中国常驻联合国教科文组织代表团举办癸卯兔年春节招待会******
中新社巴黎1月18日电 (记者 李洋)当地时间1月18日晚,中国常驻联合国教科文组织代表团在巴黎举办2023年癸卯兔年春节招待会。
联合国教科文组织总干事特别代表、教科文组织非洲优先与对外关系助理总干事马多戈,中国常驻联合国教科文组织代表杨进,各国常驻教科文组织代表,官员,教科文组织秘书处官员等数百名嘉宾汇聚一堂,欢度中国传统佳节。
此次活动系新冠疫情以来中国首次在联合国教科文组织总部举办新春招待会。杨进在致辞中首先向各位来宾致以新春问候,表示春节是中国的农历新年,系全世界中国人最重要的节日和传统,亦为家人及朋友团聚的日子。他介绍,在中国传统文化中,每个中国新年都由中国十二生肖中的一种动物代表,其中兔位居第四。
杨进表示,在抗击新冠肺炎疫情三年之后,在充满希望的兔年钟声即将敲响之际,中国正在全面恢复开放和发展势头,进一步兑现与世界各国人民携手创造人类美好未来的承诺。
杨进指出,教科文组织是一个有着崇高使命和丰富专业经验的国际大家庭,76年来在推动全球教育、科学、文化、传播和信息交流方面发挥了重要作用。他强调,中国高度重视多年来与各国常驻教科文组织代表团和教科文组织秘书处建立的密切合作和友谊关系。中国愿以兔年来临为契机,与各方加强合作,更好地践行真正的多边主义,共同为教科文组织崇高事业和建设人类繁荣世界贡献力量。
马多戈用中文“新年快乐”对中国兔年春节表达祝福。马多戈表示,经双方共同努力,中国和联合国教科文组织的战略合作每年迈上一个新台阶,并契合了瑞兔的蕴意——长寿、和平、繁荣和善意。马多戈特别感谢中国对全球教育变革的支持,联合国教科文组织促进女童和妇女教育特使彭丽媛教授对全球女童和妇女教育事业的承诺,以及中国积极参与教科文组织应对新冠肺炎疫情方面的开创性项目。他强调教科文组织正在与中国一道推动全球教育发展、保护文化遗产和减缓气候变化,期望国际合作与多边主义能够在新一年为世界、联合国教科文组织和中国带来更多繁荣和希望。
当晚的招待会现场举行了中国传统文艺表演。法国艺术家雷米·阿隆、马特塞林、娜塔莉·米尔还向中国常驻联合国教科文组织代表团赠送了中国春节油画作品。(完)