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
假日旅游系好“安全带”******
近两天,湖南迎来了2023年首场寒潮。旅游景点南岳衡山中心景区出现雾凇、云海等冬景奇观,吸引了大量游客前往观赏。因下雪后道路结冰,有游客滑倒后沿着山路一路向下溜,险些冲出护栏,还有人撞到其他游客。视频显示,有一女性游客倒地抽搐,系被他人撞倒,随后肇事者逃离现场。
走路不看景,看景不走路。山路崎岖,平时行走就颇为不易,结冰之后更是可想而知。经检查,被撞的游客没有骨折和内伤,没有大碍固然值得庆幸,但衡山景区发生的惊险一幕,依然令人心有余悸,引发了热议。有人指责肇事者缺德,有人批评景区不作为。
一个巴掌拍不响,险象环生的场景不是哪一方的单独责任。为了自己和他人的安全,出门的游客首先自己要做好安全防护。现场游客黄先生称,当时有游客未扶栏杆不慎滑倒,随后一路沿着山路向下溜滑;还有游客故意向下滑冰取乐。如果是前者,那是纯属意外,倘若是后者,不合时宜的耍宝娱乐则涉嫌危害公共安全。不过,无论是哪种情形,都不应该撞了人后就一逃了之。
在该事件中,景区同样难辞其咎。下雪后道路结冰,景区理应知道游客极易滑倒,有没有采取过针对性的应对举措?比如,在开放时间和人数上进行限制,在游客鞋子上绕几圈草绳、布条之类的东西以防滑,或者在相关重点路段及时铲雪、撒盐、撒砂子,并安排人员进行疏导劝阻。如果啥都没有做,就按照平常一样放任游客上山,一旦游客滑倒摔伤,或者把别人撞伤了,甚至冲出护栏发生意外,景区理应承担相应的管理责任。
吃一堑,长一智。南岳区文旅局消息称,为切实做好低温雨雪冰冻天气的应对工作,采取了包括加大游客应急救援和游玩劝阻力量、调整入园时间、做好游客引导和服务等在内的多项措施。春节旅游旺季即将到来,如何保证安全和提高服务质量,该事件无疑是一个重要提醒。
疫情防控政策调整之后,公众被压抑已久的“刚需”开始喷薄而出。饱受疫情困扰的景区,在张开双臂欢迎游客的同时,更要提供高质量的服务,让游客们玩得开心、尽兴。尤其是存在安全隐患的项目,切莫忘了系好“安全带”。
特约评论员 胡欣红
(文图:赵筱尘 巫邓炎)