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
花滑伉俪庞清佟健:携手30年的变与不变******
中新网北京1月19日电(记者 王昊)“感谢主办方邀请庞清老师来,让我少了一分紧张,多了一分安心。”眼前的佟健和曾经赛场上激情四溢的样子不同,他声音沉稳温和,这段话引发了现场一片笑声。
他曾经的搭档、如今的妻子庞清坐在台下,看着他对青少年花滑培训话题娓娓道来。
自1993年携手合作,如今到了第30个年头,“庞清佟健”从赛场转至幕后。二人经历了角色的转变,但“花滑”仍是他们生命中不可或缺的一部分。
角色
2015年花滑世锦赛,庞清佟健以一首《为你守候》作为告别,从此结束职业生涯。一些优秀运动员退役后,面临着身份转换问题。佟健说,自己和庞清在这方面并没遇到太多困难。
“我跟庞清一边做职业比赛,另一边做花滑市场化推广,没有在离开赛场后就闲下来。”他介绍。
图片2015年花滑世锦赛双人滑比赛中,庞清/佟健摘得铜牌。中新社发 申海 摄退役后不久,庞清佟健冰上艺术中心成立,佟健主要负责运营工作。如今为人父母的二人都已过不惑之年,但穿着便服站在一起,他们的气质依旧出众,让人联想起这对组合曾经在冰场上的样子。
“我们特别希望能帮助更多运动员,比如国家队运动员,在心理、技术、方法上,能否给他更多帮助?在俱乐部学习技术的小学员,能不能去帮他?”在佟健眼中,二人现在看到比赛还是会想起以前的日子,但更关注自己能为别人做什么。
1月初,庞清佟健国际滑冰俱乐部的孩子们在“冰丝带”的一场活动中进行了现场表演。佟健站在场边,不时为小学员们鼓掌。庞清在他身后不远处,静静地看着冰场上的表演,如今她已在国家体育总局冬运中心任职。
佟健。受访者供图曾经场边的庞清佟健是在为比赛做着紧张的准备,而现在,二人要见证孩子们成长为和他们一样优秀的运动员。
花滑
搭档30年,“庞清佟健”这四个字紧密连在了一起。曾经,“庞清佟健”在赛场之上为国争光。如今,佟健希望“庞清佟健”能鼓励更多人。
“我们希望给更多的追梦者力量,庞清佟健就是追梦人的代表。希望通过我们奋斗的经历,给更多年轻人以力量。在他们遇到困难时永不放弃,努力去实现梦想。”他说道。
在庞清佟健的职业生涯中,《追梦无悔》是最为人熟知的自由滑曲目之一。2010年温哥华冬奥会上,伴随着这首气势宏大的音乐,庞清佟健摘得银牌。
图片庞清佟健。中新社发 沈晨 摄退役后,他们的“梦”以另一种方式延续了下去。在冰上艺术中心之外,现如今庞清佟健旗下品牌冰场还包括冰雪学校以及国家速滑馆培训点。
在冰场上,佟健身边滑过的不再是各国花滑高手,而是身高参差不齐的孩子们。看着这些来俱乐部学滑冰的孩子们,佟健直言,现在的孩子们在场地和装备方面比自己小时候更加“幸福”。
“从本质需求来讲,不再是以竞技、输赢为核心,而是围绕着孩子们的心理健康、身体健康开展起来,我觉得这是比较大的差别。”
未来
“我们能不能有更多时间花在自己孩子身上?”这是佟健目前的困扰之一。“我们从原来相互关注技术和成绩,到后来关注整个产业发展,自己有了两个孩子后,在关注他们这方面做得还不够。”
佟健。受访者供图。提起家里的小朋友,佟健的笑容更加明显。他希望能更好分配自己的时间,把他和庞清对体育的理解和人生感悟传递给孩子,陪伴他们一起成长。
除了家庭的未来,佟健也在关注中国双人滑的未来。北京冬奥会上,隋文静/韩聪摘得双人滑金牌,但接下来的冬奥周期,中国队面对的压力并不小。
“我觉得从项目发展来讲,肯定有起有伏。我们面对的挑战就是在后冬奥如何能建立起一些后备力量。短暂的调整,对于每一个项目来讲都是不可避免的,我们只是坦然地去把自己应该做的工作做好。我想中国冰雪未来一定会非常强。”显然,佟健对于项目的发展抱有信心。
在竞技项目外,佟健也深刻感受到了在北京冬奥会结束后的一年中,社会对于体育的理解发生了变化。
国家速滑馆开展主题活动。 中新社记者 韩海丹 摄“体育从原来的输赢变成了一种新的生活方式。能够让孩子们身体健康,同时对规则有更好的理解。我觉得通过2008年北京夏奥会、2022年北京冬奥会,整个社会对体育的理解发生着变化。”(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |