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
中消协发布“2022年十大消费维权舆情热点” :“价格刺客”位居首位******
中新社北京1月30日电 (记者 刘亮)中国消费者协会(简称中消协)30日发布“2022年十大消费维权舆情热点” 。“价格刺客”消费现象位居此次舆情热点榜首。
2023年新春伊始 ,中国消费者协会联合相关舆情机构,基于大数据与舆情社会影响力测算结果 ,梳理出“2022年十大消费维权舆情热点”。这些舆情热点包括 :
“价格刺客”有违明码标价诚信原则 ;“科技与狠活”折射消费者对食品非法添加的担忧 ;医疗美容风险与陷阱阻碍“求美”消费需求释放 ;预制菜产品品质及应用场景存在侵权隐患 ;主播售假问题暴露直播带货侵权乱象;“菜刀不能拍蒜”争议警示企业须尊重消费者权益;电商平台“保价”服务被指“套路”消费者 ;“密室逃脱”“剧本杀”等沉浸式娱乐形式隐藏不安全因素;知网涉垄断被罚事件警示平台发展不可忽视消费者权益;网络游戏停服删档引发虚拟财产侵权争议。
其中 ,“价格刺客”有违明码标价诚信原则,话题社会影响力达94.2 ,位居热点榜单首位。中消协分析指出 ,2022年“雪糕刺客”“水果刺客”“文具刺客”等词出现 ,反映出消费者对一些价格虚高的“普通商品” 的讽刺,也显示出消费者对现实生活中存在未明码标价、计量单位不统一 、价签不规范等问题侵犯消费者权益 的不满情绪。舆论认为,“价格刺客”就是利用不规范标价等各种手段 ,将一些高价商品伪装成普通商品,从而“套路”消费者买单 ,实质上是一种变相价格欺诈行为 ,侵犯了消费者 的知情权和选择权。
此外 ,舆情热点还显示,“科技与狠活”折射消费者对食品非法添加 的担忧,医疗美容风险与陷阱阻碍“求美”消费需求释放 ,分别位列榜单第二位和第三位。
中消协称,希望通过发布舆情热点 ,引起社会各界对消费维权问题 的关注,以促进各方更好地提振消费信心 、释放消费活力 ,助力增强消费对经济发展的基础性作用 。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)