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
中国驻外使领馆向海外同胞发放“春节包”******
综合消息:暖暖中国年 浓浓祖国情——中国驻外使领馆向海外同胞发放“春节包”
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中国驻尼泊尔大使馆发放的“春节包”内除尼泊尔本地食品外,还有使馆从国内采购的春联、福字和中国食品。陈松大使在发放仪式上表示,党中央始终牵挂着广大海外侨胞的冷暖安危。自2021年以来,使馆每年春节都向同胞们发放“春节包”,体现了党和国家对海外同胞的关心关爱,见证了过去三年在尼同胞团结抗疫的不平凡历程。
中国驻孟加拉国大使馆12日举行“春节包”发放仪式。姚文大使表示,希望旅孟同胞为促进中孟各领域交流合作添砖加瓦。驻孟使馆将继续坚持外交为民的服务宗旨,帮助旅孟同胞办实事、解难事,积极维护大家的合法权益。
中国驻韩国大使邢海明在“春节包”发放仪式上说,过去三年来,中国驻韩国大使馆每年组织发放“健康包”“春节包”。小小“春节包”东西虽不多,但承载着党和国家的关爱,也饱含使馆的祝福,希望大家度过一个安全健康、团圆喜庆的中国年。
中国驻斐济大使馆临时代办王旭光在“春节包”发放仪式上向全体旅斐华侨华人拜早年,期待旅斐侨胞们能够继续发挥融通中外的桥梁纽带作用,为促进中斐两国人民友谊与各领域交流合作作出新的贡献。
贴上红窗花、挂起红灯笼,在中国驻伊朗大使馆举办的“温暖迎春”新春联谊会上,大使常华向华侨华人及留学生代表发放了“新春暖心包”。常华说,期待广大在伊同胞一如既往爱国爱乡、情系桑梓。同时,希望大家积极融入当地社会发展,充分发挥联通中外优势,在深化中伊双方务实合作、扩大人文交流等方面多做贡献。
中国驻新西兰大使馆15日在首都惠灵顿举办新春慰侨观影会暨“春节暖心包”发放仪式。王小龙大使向在新侨胞和留学生代表送上新春祝福并表示,小小的暖心包是在新春佳节之际,为身在海外的大家带来祖国和家乡人民的一份牵挂、一份问候、一份祝福。
中国驻喀麦隆大使馆公参陈亚欧在“暖心包”发放活动上向在喀侨胞致以节日问候,感谢侨胞为中喀两国友好合作关系继续发挥桥梁纽带作用。
中国驻博茨瓦纳大使馆发放的“春节包”中除了春联、福字、贺卡、口罩、消毒湿巾等礼物,还有《中国领事保护和协助指南》《中国公民赴博茨瓦纳旅居旅游领保安全提醒100条》等实用小册子。王雪峰大使在和侨胞代表交流时表示,希望在博同胞大力弘扬中非友好合作精神,为增进中博友谊作出新的更大贡献。
中国驻古巴大使馆11日启动“温暖迎春”系列活动。马辉大使当天走访哈瓦那华人街,向50余名华侨华人送去 “温暖迎春”慰问包。侨胞们收到大米、面粉、牛奶、食用油等慰问品后表示,他们感受到来自祖国的温暖问候,希望中古两国友谊长青。
中国驻比利时大使馆发放的“新春暖心包”装有地方特色纪念品和国内特色食品。曹忠明大使表示,礼虽轻,但情甚重。“新春暖心包”传递的是祖国对海外学子的关心关爱,是密切使馆和留学人员联系的重要纽带,也是使馆践行外交为民理念的具体表现。
中国驻波黑大使馆日前举行“温暖迎春”慰侨团拜活动,并发放“春节包”。季平大使感谢在波同胞为两国关系发展所发挥的积极作用,强调党和政府时刻惦记着海外同胞的健康与平安。
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中国驻纽约总领馆近日也启动了为领区内侨胞和留学生发放“春节包”的工作。总领馆专门为美东侨胞制作了独具中国特色的帆布包,寓意一帆风顺。黄屏总领事表示,“外交为民永不停步,祖国关怀永远在线”。党和政府时刻牵挂着每一位海外同胞的安危冷暖,祖国永远是最坚强的后盾,总领馆永远是同胞们的家。
收到“春节包”的侨胞们表示,感受到了祖国大家庭的温暖,非常感谢祖国对侨胞的关心和惦记。新的一年里,海外侨胞将不负祖国期望,为全面推进中华民族伟大复兴和促进中国与各国友好贡献力量。海外留学人员也表示,将立志做新时代的好青年,力争学有所成,早日归国为全面建设社会主义现代化国家添砖加瓦。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)