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
告别沈从文******
中新社记者 王佳斌
一个传奇式的文坛巨人长眠了。熟悉沈从文先生的亲人、朋友,今天在八宝山公墓向他鞠躬告别,献上鲜花,寄托哀思。
松枝和鲜花覆盖着他的身体。他面容安详,仿佛只是睡去。两旁列着亲属和巴金等友人敬献的花圈、花篮。
没有显要人物,没有悼词。播放的是先生喜爱的肖邦小夜曲和拉赫曼尼诺夫的钢琴曲。亲友们尽量压低了哭泣声,像怕惊扰先生的梦魂。
沈老的夫人张兆和在花圈上写着:让音乐和鲜花伴随我们的心。
多年以前,先生写道:我和我的读者行将老去。现在,他的读者遍及世界,他却默默地走了。
告别沈从文先生,也告别了他所代表的一个时代。
60年前,这位曾在沅水流域流浪多年的湘西青年,背着小包袱独自来到了北京。当郁达夫在某个冬日敲开一间亭子间的门时,他看到的沈从文只穿着单衣,还流着鼻血,面前却放着一堆厚厚的文稿。
不久,沈从文便以他自豪的山里人的坚韧和倔强,在文坛上开辟了自己的领地。他把沅水流域几百码头的人事哀乐、山光水色、历史沿革搬进文学殿堂,构筑出独特的文学世界。
他自十二三岁离家,当过兵,当过水手,干过书记员和税收员。他只念了小学,却成了大学的教授。正当他创作力旺盛的时候,却突然从文坛上沉默了、消失了。留给人们的是无穷的悬念、无尽的遗憾。
围绕着他,像光环一样有许多美丽的传说。他的传奇的经历、他的马拉松般的恋爱、他的山里人的热情与幽默。当“文革”时他被派去打扫女厕时,他说,对我老头真信任嘛!
我曾读遍先生的著作,并几次登门造访,有一深刻的印象是他对水的热爱。“水和我的生命不可分!教育不可分!作品不可分。”他还曾这样说:水的德性为兼容并包,从不排斥拒绝不同方式的任何离奇不经事物!却也从不受它的玷污影响。水的性格似乎特别脆弱,且极容易就范。其实则柔弱中有强韧,如集中一点,即涓涓细流。滴水穿石,却无坚不摧。
先生对水的写照,也许能帮助我们理解他的品格,帮助我们理解先生后半生在艰难的条件下为什么能取得举世瞩目的史学成就。
先生在美国的内妹张充和、汉思夫妇有一挽联,概括了先生的一生:
不折不从,亦慈亦让;星斗其文,赤子其人。
(中新社北京1988年5月18日电)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)