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
首支霹雳舞中国国家队名单出炉******
中新社北京1月9日电 霹雳舞中国国家队选拔赛8日在国家极限运动溧水训练基地结束,8名选手(4男4女)组成首支霹雳舞中国国家队。
商小宇、亓祥宇、张鑫杰、于子昂成为国家队男队队员,刘清漪、曾莹莹、郑子妍、彭莹成为国家队女队队员。据中国体育舞蹈联合会相关负责人介绍,以往中国选手参加国际赛事,多采用集训队或外赛外训队的名称,此次组建的是第一支真正意义上的国家霹雳舞队。
8名队员中,商小宇、亓祥宇、刘清漪和曾莹莹曾在2022年跟随国家霹雳舞外赛外训队在欧洲进行了数月集训和比赛。其中刘清漪曾摘得第十四届全运会女子霹雳舞比赛冠军,数次在国际街舞比赛中夺冠,并在2022年10月的韩国霹雳舞世锦赛上摘得一银。
此前,国家体育总局社体中心公布了《巴黎奥运会及杭州亚运会霹雳舞国家队选拔办法》,霹雳舞国家队男女组各选择4名队员,每组正编3人、替补1人。共组织两场选拔赛,综合两场比赛分数,选拔前4名进入国家队。首场选拔赛已于去年12月下旬在上海举行。
国家体育总局社会体育指导中心副主任、中国体育舞蹈联合会会长尹国臣表示,今年的世锦赛和亚运会是直通赛,中国选手特别是女子选手,将力争在这两个比赛中拿到一个直通名额。此外在今年积分赛上,国家队中4名队员将形成队内竞争,每次积分赛后,成绩排在末位的运动员(如未进16强)将在下一场积分赛被第4名替补替换,以此来促进队员们不断刻苦训练、不断突破,实现奥运参赛目标。
作为奥运新增项目,巴黎奥运会霹雳舞项目分男、女组别,各有16个参赛名额,除了直通巴黎6个名额外,国际奥委会将根据积分赛积分排名等办法选择男女各40人进入资格赛,并于2024年3月至6月组织奥运会三场资格赛,决出其余10个名额。(完)