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
江苏省生态环境厅厅长王天琦:长江江豚的“生活圈”已拓展至整个江苏段******
中新网蒙特利尔12月8日电 “长江江豚的’生活圈’由原来的部分江段拓展至整个江苏段,并在扬中雷公岛、南京潜洲等水域发现’母子豚’(母豚携幼豚)踪迹,成为长江’休养生息’过程中,生物多样性逐步恢复的真实写照。”江苏省生态环境厅厅长王天琦在COP15第二阶段会议“坚持人与自然和谐共生 共建清洁美丽世界”边会上表示。
江苏省生态环境厅厅长王天琦在边会上作案例分享时发言。尹灵 摄当地时间12月7日,COP15第二阶段会议“坚持人与自然和谐共生 共建清洁美丽世界”边会在加拿大蒙特利尔举行。边会由生态环境部环境与经济政策研究中心、中国新闻社主办,中国新闻网承办。
长江江豚作为全球唯一江豚属的淡水亚种,因嘴巴的弧线像在微笑一样,被人们称为“微笑天使”。作为生态环境指示物种,已在地球上生存了2500万年,也被称为长江生态的“活化石”。王天琦表示,“但自20世纪80年代以来,种群数量急剧下降,被列为中国一级保护动物,同时国际自然保护联盟(简称IUCN)也将其评估为濒危级。”
2020年,在南京召开的全面推进长江经济带高质量发展座谈会强调,在长江干流和重要支流,10年内禁止天然渔业资源的生产性捕捞,保护江豚等物种多样性,保持长江生态原真性和完整性。
王天琦介绍,随着全面禁捕、岸线清退等专项行动的不断深入,水生物种种群逐步呈恢复趋势,水生态健康状况不断向好,再现了碧波荡漾、江豚逐浪、游鱼嬉戏的美丽长江景色。
他强调,“特别是,长江江豚的’生活圈’由原来的部分江段拓展至整个江苏段,并在扬中雷公岛、南京潜洲等水域发现’母子豚’(母豚携幼豚)踪迹,成为长江’休养生息’过程中,生物多样性逐步恢复的真实写照。”
王天琦介绍,南京是能在城市市区江段看到野生江豚稳定栖息的“唯一城市”,这里能直接观察到长江江豚踪迹的区域多达10余处,最多一次在半天时间内观测到30次长江江豚在水中嬉戏的场景,吸引着众多爱好者驻足观赏与打卡拍摄。
王天琦说,环境DNA监测显示,长江江苏段累计检出80余种鱼类DNA信号,鱼类多样性持续提升。这些都是对江苏重现大江美景的赞许,更是对长江水生生物保护的期许。下一步,江苏将采取更加有力的保护措施,让江与人的生命共同体尽早实现正向演替、和谐共生,为保护长江生物多样性作出江苏贡献。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |