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
石泰峰走访在京全国性宗教团体 ******
新华社北京2月3日电 2月3日,中共中央政治局委员、中央统战部部长石泰峰走访中国佛教协会、中国道教协会、中国伊斯兰教协会、中国天主教爱国会和中国天主教主教团等在京全国性宗教团体,了解工作情况,听取意见建议,并向全国宗教界人士致以新春祝福。他强调,要全面贯彻党的宗教工作理论和方针政策,坚持我国宗教中国化方向,积极引导宗教与社会主义社会相适应,团结广大宗教界人士和信教群众为全面建设社会主义现代化国家、实现中华民族伟大复兴作出新贡献。
中国佛教协会会长演觉、中国道教协会会长李光富、中国伊斯兰教协会会长杨发明、中国天主教爱国会主席李山和中国天主教主教团主席沈斌等分别介绍了情况。他们一致表示,要继续弘扬各宗教爱国爱教的优良传统,进一步加强宗教团体自身建设,团结引领广大宗教界人士和信教群众紧密团结在党和政府周围,坚定不移走与社会主义社会相适应道路。
石泰峰对近年来各宗教团体取得的成绩给予充分肯定。他指出,各宗教团体作为党和政府团结联系宗教界人士和信教群众的桥梁纽带,在服务党和国家工作大局、贯彻落实党中央关于宗教工作的决策部署、坚持我国宗教中国化方向、加强宗教团体自身建设等方面做了大量工作,为维护祖国统一和国家安全、促进民族团结和社会稳定作出了重要贡献。
石泰峰强调,今年是贯彻党的二十大精神的开局之年。宗教界要认真贯彻落实党的二十大精神,深入学习领会习近平总书记关于宗教工作的重要论述,把思想和行动统一到党的二十大精神上来,统一到党中央关于宗教工作的决策部署上来。要积极引导宗教界人士和信教群众践行社会主义核心价值观,弘扬中华文化,把推进我国宗教中国化做深做细做实。要切实防范化解宗教领域风险隐患,坚持独立自主自办原则不动摇,坚决抵御境外利用宗教进行渗透活动,坚决制止非法宗教活动,维护宗教领域正常秩序和社会和谐稳定。要坚持全面从严治教,完善宗教团体的内部规章制度,持续开展崇俭戒奢教育活动,维护我国宗教的良好形象。