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
菲律宾总统访华:打造更加紧密的中菲关系******
中国网1月5日讯(记者李智)新年伊始,中国迎来了一位远道而来的客人。1月4日,国家主席习近平在人民大会堂同来华进行国事访问的菲律宾总统费迪南德·马科斯举行会谈,这也是两国元首自去年11月泰国曼谷会见之后的再相聚。新加坡《联合早报》刊文指出,这是马科斯去年6月就任菲律宾总统以来的首次访华,也是中国在2023年接待的首位外国领导人。
习近平主席指出,中方始终把菲律宾放在周边外交优先方向,坚持从战略和全局高度看待中菲关系。马科斯表示,这是其首次对东盟以外国家进行国事访问,希望通过此访向世界证明,菲中关系十分良好也十分重要,双方都高度重视彼此关系,都致力于将菲中关系提升至新的高度。
俄罗斯卫星新闻通讯社网站报道称,马科斯在本次会晤中强调,中国是菲律宾最强劲的合作伙伴,没有什么能够阻挡菲中友谊的延续和发展。菲方坚持一个中国政策。菲方愿继续通过友好协商妥善处理海上问题,同中方重启油气开发磋商。感谢中方为菲律宾抗击疫情提供的宝贵帮助。期待疫情过后,更多中国民众赴菲旅游和学习,两国人民往来更加密切,为两国关系长远发展奠定更加坚实牢固的基础。
法国国际广播电台网站注意到两国元首还讨论了农业和医药等领域的合作,并签署了一系列基础设施、渔业、旅游和其他部门的合作协议。
马科斯访华前夕,菲华商联总会曾表示其成员也会加入马科斯访华团,“我们相信这次历史性的国事访问对菲律宾经济的增长潜力具有重大意义,因为中国是我们最重要的经济和贸易伙伴,是世界级的新兴经济大国,也是我们的邻居。”
中菲两国于1975年6月9日建交。建交以来,中菲关系总体发展顺利,各领域合作不断拓展。2018年11月,习近平主席对菲进行国事访问,两国领导人一致决定建立全面战略合作关系。2020年,中国对菲非金融类直接投资1.4亿美元。2021年,双边贸易额达820.5亿美元。中国是菲律宾第一大贸易伙伴、第一大进口来源地、第二大出口市场。
近来,随着中国疫情防控政策的调整,中外交流愈加频繁,也将拉动中国乃至世界的经济发展。菲律宾总统访华对中菲两国关系具有重大意义,两国将以2025年中菲建交50周年为契机,致力于打造更加紧密的政治、经济、科技和人文关系。