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
广州汽车产量连续四年居中国城市之首******
中新社广州1月9日电 (记者 王华)汽车产业是广州第一大产业,产量连续四年居中国城市之首。广州市工业和信息化局1月9日通报,将围绕“制造业当家、制造业立市”,从四方面进一步强化汽车产业发展。
据介绍,广州已形成以12家整车制造企业为核心、1200多家零部件企业聚集、专精特新企业不断涌现的完整汽车产业链,成为名副其实的汽车重镇。
即便在2022年,受疫情多点散发、芯片供应短缺、原材料价格上涨等因素影响,汽车产业链、供应链、销售链不断遭到冲击,广州汽车产业仍表现出强大韧性,整车产销创历史新高。当年1月至11月,该市汽车产量292.53万辆,同比增长12.5%,实现工业总产值6023.79亿元(人民币,下同),同比增长11.4%。其中,新能源汽车产量27.94万辆,同比增长120.8%。据初步统计,2022年广州汽车产量超310万辆,连续四年居中国城市之首。
广州市工业和信息化局总经济师陈键华9日在发布会上表示,下一步,该市将从四个方面强化汽车产业发展:推动项目落地、支持平台建设、加强企业服务、加大应用示范。
据悉,广州将通过广本新增12万辆纯电动生产线、东风日产20万辆纯电动生产线、广汽自研电池电驱等重点项目建设,加快项目落地转化。提升汽车关键零部件本地配套能力;布局建设番禺、花都、南沙、黄埔4个自主品牌创新基地,推动搭建汽车零部件交易平台,提升广州汽车零部件近地化率;一企一策支持广汽集团、东风日产、小鹏汽车、合创汽车等企业加快发展,谋划建设安全自主可控的全产业链;推进智能网联自动驾驶生态体系建设,在南沙、花都等区稳步开展混行试点,探讨自动驾驶立法,争取开展智能网联汽车准入和上路通行试点。
此外,广州市贸促会发挥独特优势,在汽车产业海外推广、搭建平台、招商引资、法律服务等方面发力,助力广州汽车产业驶入发展“快车道”,并利用国际交往场合为广州汽车产业“代言造势”,助力广州汽车产业高水平“走出去”。(完)