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
法国第二次大罢工抗议延长退休年龄 马克龙:没得商量******
中新网2月1日电 综合报道,当地时间1月31日,法国工会发起第二次全国罢工,数以百万计的教师、公务员以及其他各行各业的从业者走上街头参加了游行示威活动。报道称,当天罢工严重扰乱法国的电力生产、公共交通和学校运作等,使各地的公共设施陷入瘫痪。
资料图:2023年1月31日,在法国北部城市里尔,民众正在参加抗议养老金改革活动,警察在维护秩序。据路透社报道,法国内政部表示,在法国8家主要工会的号召下,当天共有127.2万人参加了抗议活动。他们手举“反对养老金改革”、“我们不会放弃”等横幅游行示威,反对总统马克龙的养老金改革计划。这项计划拟通过将最低退休年龄从62岁提高至64岁,来消除养老金体系中的赤字。
报道称,这是法国工会第二次全国性罢工。此前1月19日,也有超过100万人走上街头游行示威。法国总工会(CGT)称,仅在巴黎,就有50万抗议者聚集,但当局表示估计这个数字为8.7万人。
“对总统来说,这很容易。他坐在座位上……他甚至可以工作到70岁,”公交车司机伊莎贝尔·特克西尔在抗议活动中说道。“我们不能要求普通工人工作到64岁,这是不可能的。”
据报道,罢工严重扰乱法国的电力生产、公共交通和学校运作等,使各地的公共设施陷入瘫痪。当天法国只有三分之一的TGV高铁列车运行,巴黎地铁则严重受到影响。此外,巴黎市长伊达尔戈决定声援游行和罢工,当天暂停市政府对外服务,并在市政府外挂出声援的条幅。
另据英国广播公司(BBC)报道,法国当局宣布动用了1.1万名警察在全国200多个示威地点维持秩序。在巴黎示威路线尽头的沃邦广场发生了小规模冲突,约30名示威人士被捕。
马克龙政府:“没有商量余地”
民意调查显示,尽管三分之二的法国人反对这项改革,但马克龙政府并不打算顺应民意,称将退休年龄推迟到64岁是“没有商量余地的”。
资料图:法国总统马克龙马克龙也在1月30日明言,这项改革对确保养老金制度的继续运作“至关重要”。
根据法国劳工部的估计,若将民众的退休年龄延后至64岁,并延长缴费期,法国每年的养老金缴费额将增加177亿欧元,从而使养老金系统在2027年实现收支平衡。但法国工会认为,政府也可以通过对富豪征税,或要求雇主和拥有很多养老金的人缴纳更多费用。
据悉,大规模抗议迫使政府做出了一些让步,例如将领取养老金的年龄从65岁下调到64岁,并同意让退休者每月领取1200欧元的最低养老金。
但政府在两个核心问题上没有改变,即从今年夏末开始至2030年,法定退休年龄将从目前的62岁逐步提高到64岁;2027年起,退休者只有在缴纳社会分摊金满43年的前提下,才能领取全额养老金。
“当反对声如此之大时,政府不听是很危险的。”法国劳工民主联盟(CFDT)公务部门秘书长雅科说道。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |