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
【国际锐评】这场新年首访是“怀旧之旅”,更是“开创之旅”******
从“一带一路”、农渔业,到基础设施、金融、旅游等,一系列合作文件在中菲两国元首共同见证下签署。这一连串丰硕成果,见证了北京新年首场外事活动的不同寻常。
4日,中国国家主席习近平在北京同来华进行国事访问的菲律宾总统马科斯举行会谈。两国元首都强调了中菲关系对彼此的重要性,同意保持经常性战略沟通,并就深化务实合作、妥善处理海上问题等达成了重要共识。
这是马科斯去年6月就任总统后,首次正式访问东盟以外国家,也是中方今年接待的首位外国领导人。中菲关系的密切程度可见一斑。去年11月,习近平主席与马科斯总统在泰国曼谷首次举行面对面会晤,为双边关系发展指明方向。时隔1个多月,两国元首在北京再次相聚,为双边关系未来发展擘画出更清晰、更细致的蓝图。总的来看,既涉及深化中菲政治互信,也涵盖拓展多领域的务实合作。
作为近邻,中菲有着上千年的友好交往史。过去一段时间,中菲关系曾经历一些困难,但在双方共同努力下,中菲关系近年来重返健康发展轨道,不断结出合作硕果。这样的势头来之不易,值得双方共同珍惜。
在会谈中,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,愿同菲方“做互帮互助的好邻居、相知相近的好亲戚、合作共赢的好伙伴”,并从共同维护亚洲地区和平繁荣的高度出发,提出愿与菲律宾及其他东盟国家聚焦合作与发展。这展现出中国与邻为伴、与邻为善的真诚意愿。作为一位与中国缘分很深的政治家,马科斯总统强调,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。这向外界传递出中菲双方排除外界干扰、致力于深化两国传统友好的积极意愿。
近年来,中菲经贸合作展现出蓬勃生机。中国是菲第一大贸易伙伴、第一大进口来源地和第二大出口目的地。双方已确立农业、基建、能源、人文四大重点合作领域。中方“一带一路”倡议同菲律宾“多建好建”有效对接,开展了近40个政府间合作项目。此次,马科斯总统携规模庞大的商业代表团访华,足以说明菲方对拓展对华合作的高度重视。
在会谈中,习近平主席为深化中菲务实合作规划了清晰蓝图。中方提出,愿助力菲方农业农村发展,打造农技中心品牌项目;扎实推进基础设施和互联互通领域合作;并愿持续扩大进口菲律宾优质农渔产品,支持中国企业赴菲律宾投资兴业。这些举措将有力支持菲律宾国家经济发展,密切两国合作纽带。
南海问题是中菲关系绕不开的一个问题。近年来,某些西方国家将战略重心转向亚太,试图借南海问题兴风作浪,挑动中国与有关国家的矛盾分歧。但总体而言,中菲两国有效管控了相关分歧,没有让它伤害中菲关系大局。马科斯总统上任后曾明确表示,“不能让海上问题定义整个菲中关系”。
中方在这次会谈中提出,愿同菲方继续以友好协商方式妥善处理海上问题,重启油气开发谈判,推动非争议区油气开发合作。菲方积极回应称,愿同中方重启油气开发磋商。这表明,中菲有信心、有能力、有智慧维护南海和平稳定,通过友好磋商和谈判解决争议,将南海建设成为和平、友谊、合作之海。这是对外部势力借南海议题在亚太制造分裂对抗的有力回应。一些分析指出,对于海上问题分歧,只要中菲双方坚持既有共识,做大合作蛋糕,前行之路就会越走越宽。
1974年,时年17岁的马科斯陪同母亲首次访华,受到中国老一辈领导人的亲切接见。如今,担任总统的他,实现了对中国“期盼已久的访问”,这让外界对中菲关系的未来发展充满期待。有理由相信,在两国元首战略引领下,中菲将聚焦友好合作主流,妥善处理分歧,让更多的务实合作成果造福两国人民,为地区和平稳定贡献更多积极力量。(国际锐评评论员)