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
多名广东省人大代表吁抓住恢复通关机遇 加快建设世界级大湾区******
中新网广州1月14日电 (记者 程景伟)广东省十四届人大一次会议正在广州召开,多名广东省人大代表建议,加强粤港澳大湾区金融互联互通、科创合作、交通建设等,推进规则标准“软联通”、基础设施“硬联通”,加快建设世界级湾区、发展最好的湾区。
2023年广东省政府工作报告提出,纵深推进粤港澳大湾区、深圳先行示范区建设,高水平建设横琴、前海、南沙三大平台。
“随着港澳与内地恢复通关,预计粤港澳地区的旅游、留学、商贸等活动需求将迎来爆发式增长。”广东省人大代表、深圳市新国都股份有限公司董事长兼总经理刘祥称。
刘祥建议,应抓住港澳与内地恢复通关的机遇,加快完善粤港澳大湾区数字人民币跨境支付环境的搭建,包括港澳两地受理侧支付终端的更新、数字人民币系统与香港“转数快”等本地支付系统的对接、对公钱包的开立等。
《粤港澳大湾区发展规划纲要》发布以来,粤港澳三地科技产业合作愈发密切,以广深港、广珠澳科技创新走廊为主轴的“两廊三极多节点”创新格局建设加速进行。但同时,大湾区各城市在政策协同、创新要素流通等方面协调难度较大。
对此,广东省人大代表、深圳市政协副主席吴以环建议,成立“粤港澳大湾区政产学研用资联盟”,通过定期召开联盟会议,共同推进并解决大湾区科技创新合作中面临的关键问题,强化区域合作中科技创新合作的战略地位。
吴以环还提出,制定并实施“粤港澳大湾区未来产业创新网络计划”,以政府为主导、企业为主体,与高校及科研院所联盟,与产业基金合作,建立新型产学研协同创新机制。
当前,粤港澳大湾区城际铁路建设取得一系列进展,居民出行选择更加丰富,便捷性、舒适性大幅提升,“轨道上的大湾区”正在加速成型。
目前,广州地铁运营总里程达621公里。广东省人大代表、广州地铁集团有限公司总经理刘智成称,该集团将统筹20条565公里地铁、城际线路和24个铁路综合枢纽项目建设,加快构建世界级轨道交通网络。
“今年,我们要着力实现城际与地铁‘互联、互通、互维、互运’和公交化运营,推动形成大湾区都市圈1小时通勤圈。”刘智成说。
“推进粤港澳大湾区多层次轨道交通融合发展,引领大湾区空间布局优化,促进人员与生产要素有序高效流动。”广东省人大代表、深圳城市交通规划设计研究中心股份有限公司党委副书记、专业总工程师吕国林建议,尽快启动《粤港澳大湾区城际铁路建设规划》中期评估与修编工作,健全大湾区多层次轨道交通融合标准规范体系。
吕国林还建议,统筹规划大湾区低空航路航线网络,研究探索广州、深圳、香港、澳门等重点城市之间的常态化货运无人机航线划设和运行管理模式。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)