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
如何提供更多优秀文化产品?“欢乐春节”给出中国答案******
中新网北京12月26日电(记者 王诗尧)12月26日下午,2023年“欢乐春节”新闻发布会在京举办。文化和旅游部国际交流与合作局局长、中国对外文化交流协会副会长兼秘书长高政,中央民族乐团团长赵聪,以及2023“欢乐春节”文化大使、著名钢琴演奏家郎朗出席发布会,介绍2023年“欢乐春节”活动情况,并回答媒体提问。
12月26日下午,2023年“欢乐春节”新闻发布会在京举办。文化和旅游部供图“欢乐春节”活动将覆盖全球
高政介绍,“欢乐春节”品牌活动近年来蓬勃发展,日益成为中国与世界各国人民共享中华文化的重要平台。2023年“欢乐春节”由文化和旅游部指导,中国对外文化交流协会主办,各类形式多样、丰富多彩的“欢乐春节”线上线下活动将覆盖全球。中国春节庆典、“新元贺岁 古韵新春”庙会、“欢乐春节 中国文化和旅游展播月”“自行车十二生肖装饰大赛及巡游”等庆祝活动将陆续登台,向世界人民传递春节祝福。
他用“5个1”介绍了2023年“欢乐春节”重点项目的新意和亮点,即一位著名的“2023欢乐春节”文化大使——郎朗、一个新媒体账号、一顿不停息的全球年夜饭、一波中国好物和一场精神盛宴。其中,1月6日、7日在费城和纽约上演的“唐诗回响”音乐会由来自10个国家的15位青年歌唱家与费城交响乐团合作,用中文演唱唐诗,将西方艺术形式与中华优秀传统文化精粹有机结合,充分展现音乐与诗歌的完美交融;1月14日,2023年“欢乐春节”启动项目“欢乐春节 和合共生”音乐会将向全球同步播出,音乐会由中央民族乐团、苏州交响乐团等统筹创排,融合了东方与西方、传统与现代的音乐文化,将为全球观众带来一场视觉、听觉、精神的盛宴。
高政表示,我们将坚持弘扬平等、互鉴、对话、包容的文明观,持续与世界各国人民分享春节、端午、中秋、中国音乐、美术、茶、太极等意蕴丰富的中华文化符号和文化载体,向世界提供更多的优秀公共文化产品,促进全球文明交流互鉴,以文明交流超越文明隔阂,以文明互鉴超越文明冲突,以文明共存超越文明优越,为推动构建人类命运共同体注入持久推动力。
郎朗(左)担任“欢乐春节”文化大使。文化和旅游部供图郎朗计划举办家庭音乐会过春节
活动现场,赵聪和郎朗分别介绍了“欢乐春节·和合共生”音乐会的创排情况和担任“欢乐春节”文化大使的感受。
赵聪在答记者问环节时提到,“欢乐春节·和合共生”音乐会上的节目有许多亮点值得关注。比如《神鸟》是她在三星堆时创作的作品,并尝试了许多大胆设计。
中央民族乐团团长赵聪。文化和旅游部供图当时她深受4000年前古蜀文明的震撼,又从中感受到一股未知宇宙的神秘冲击,因此选取了全新的创作模式,用电子音乐结合琵琶独奏与虚拟歌手洛天依跨界合作,共同完成一个“元宇宙”风格的作品。
郎朗则与现场嘉宾分享了他的欢乐春节回忆。他说,自己作为一名东北人,过春节时经常会堆雪人、吃酸菜馅饺子和家人一起热炕、抽“冰嘎”等。
他说,今年自己会在国内过春节,希望到时候可以多和亲戚朋友们见面联络感情,再将下一代的孩子们聚集在一起办一场家庭音乐会,“大家欢聚一堂,享受亲情、享受生活、享受美食”。
郎朗与“欢乐春节”兔年吉祥物合影。文化和旅游部供图活动现场还发布了“欢乐春节”兔年吉祥物、“红包包”和“福袋袋”。2023年“欢乐春节”吉祥物由中央美术学院设计,以“福袋”作为基础形象,配合兔年生肖主形象,文化元素和实用性兼备,将在“欢乐春节”期间带领我们共同感受中国春节文化之美、生活之美、和合之美。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |