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
四川:春运总量将达9239万人次 目前总体有序平稳安全******
中新网成都1月18日电 (记者 王鹏)四川省政府新闻办18日在成都举行“欢乐川味年—畅快出行通途四川”新闻发布会。记者从现场获悉,今年四川春运总量将达到9239万人次,较去年上升36%。目前,四川春运总体有序平稳安全。
四川省交通运输厅副厅长宁坚介绍,今年春运形势复杂、任务艰巨,客流复苏反弹,运输保障压力大。主要集中在春节期间和节后,特别是大年初六和元宵节前后将分别迎来“返岗流”和“务工流”“学生流”等客流高峰。据预测,公路、铁路、民航、水路分别约占客流总量的70.35%、20.56%、7.35%、1.74%。
记者了解到,自春运开启以来,在便捷春运方面,四川民航、铁路优化了购票候乘等便民举措,交通、人社部门推出农民工返乡“春风行动+金通工程”一票制服务,高速公路服务区新增充电车位约700个,保障新能源车的出行。
此外,为确保重点物资运输通畅,四川省道路运输部门继续坚持省市县三级物流保通保畅机制,严格执行“一事一协调”、督办转办、7×24小时值班值守制度,及时解决重点物资运输受阻问题;邮政部门春节期间“不打烊”,保障春运期间医疗民生物资寄递不中断。
宁坚介绍,目前四川省春运总体有序平稳安全,未发生重大及以上安全事故、未发生大面积长时间道路拥堵、未发生重大服务质量投诉及重大负面舆情。
截至1月17日,四川全省完成旅客发送1926.1万人次,占全国总量的4.5%,同比2022年增长7.2%,达到2019年同期的57.6%。其中,公路客运量占了总量的一半左右,发送旅客1172.7万人次,达到2019年同期的47.2%,较2022年同期增长了1.3%;铁路发送旅客506.9万人次,比2019年同期仅低2.7%;民航发送旅客207.9万人次,比2019年同期高8个百分点;高速公路小客车流量一直在增长,已达日均244.8万辆次,分别比2019年、2022年同期增长27%、4.2%。
道路运输方面,四川省交通运输厅道路运输管理局一级调研员魏平表示,四川春运期间全力保障运力,通过检测,符合条件的客车全部投入春运,共计有常规运力30.8万辆、应急运力7000辆,基本能够保障群众出行需求。
四川省交通运输厅副厅长宁坚发布四川春运情况。 四川省政府新闻办供图此外,四川道路运输重点服务5大客流:民工返乡返岗、农村地区走亲访友、景区景点出游、枢纽场站中转换乘、个性化高端出行。其中投入406辆超长客运车辆,开行专车,让民工可以“出厂门、上车门、进家门”;投入2.7万辆农村客运车辆,因地制宜采取班线运行、片区运行、包车服务、预约出行等方式,让走亲访友更便捷、更舒心。
民航方面,民航四川监管局运输处处长崔堂民介绍,今年春运首日成都两场执行客运航班1163班,已超过2019年疫情前双流机场春运首日航班量。民航运输高峰预计出现在这三周,全省机场日均旅客吞吐量将突破20万人次。
“为了应对激增的客流,各航空公司积极采取调配运力、调整大机型、安排加飞等措施,在成都双流国际机场、成都天府国际机场、泸州、宜宾、绵阳等热门机场加密航线。”崔堂民说,同时四川民航各单位积极推进国际/地区客运航线的复航,根据旅客需求加密航线班次,最大限度地满足人民群众出行需求。截至目前,成都国际(地区)客运航线已恢复至24条,居全国第四,中西部第一。双流机场已陆续恢复进港航班70余架次。香港、澳门每周计划航班已基本接近疫情前水平。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |