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
多国机构和专家:限制中国旅客入境,没必要******
【环球时报驻德国特约记者 青 木 环球时报记者 邢晓婧 赵瑜莎赵霜】随着中国1月8日出入境放开时间临近,接受《环球时报》采访的多位国外专家认为,只要接种疫苗,政府没有对中国旅客采取入境限制措施的必要。
6日下午,中国国家卫健委发布《新型冠状病毒感染诊疗方案(试行第十版)》。第十版诊疗方案内容包括对疾病名称进行调整、不再判定“疑似病例”、增加新冠病毒抗原检测阳性作为诊断标准等。本周日,中国将有序恢复公民出境游,亚太地区特别是以旅游业为支柱的东南亚国家期待中国游客的回归。据路透社6日报道,柬埔寨、印度尼西亚、新加坡等东南亚国家不要求对入境的中国旅客进行核酸检测,马来西亚和泰国仅对从中国起飞的飞机废水进行病毒检测。
然而,未能对来自中国的入境者达成统一对策的欧盟提出强烈建议,希望欧盟国家对中国入境者实施新冠检测。5日,德国联邦卫生部长卡尔·劳特巴赫宣布,任何从中国前往德国旅行的人都必须在飞行前接受新冠病毒检测,“只有在测试呈阴性的情况下才允许入境。”他表示,至少应进行一项快速抗原检测。此外,比利时、瑞典、奥地利和希腊也宣布强制检测决定。
德国航空运输业协会指出,世界卫生组织(WHO)和欧盟机构 ECDC都发现,此类旅行限制并不能有效防止新冠病毒的传播,因此没有必要要求旅客在离开中国前进行测试。欧洲航空协会(A4E)、国际航空运输协会(IATA)和国际机场理事会欧洲分会(ACI Europe)1月5日也发表联合声明称,对欧盟周三建议让来自中国的旅客在抵达欧洲之前进行新冠病毒检测等行为表示“遗憾”,并表示这是一种未经思考的“下意识反应”。欧洲旅游代理商及旅行社协会秘书长埃里克·德雷辛则批评称,各国政府的行动“更多是出于民粹主义原因,而不是为了实现公共卫生目标”。
日本医疗管理研究所理事长上昌广在接受《环球时报》记者采访时说,虽然不能完全排除在中国出现新的变异毒株的可能性,但即便出现,大概率属于奥密克戎毒株的系统当中,只要接种了疫苗,日韩等国没有担心害怕的必要。最近流行的XBB毒株实际上与奥密克戎毒株类似,无需担惊受怕。奥密克戎毒株已经在东亚国家传播开来,日本采取的“水际对策”(即边境防控)措施不可能遏制病毒传播。除非中国出现毒性极强的变异毒株,“水际对策”措施才有可能发挥一定作用。
美国哥伦比亚大学的流行病学专家杰弗里·沙曼告诉《环球时报》记者,任何国家都不能排除出现新型变异毒株的可能性,如果有些国家由此认为中国“危险”,那么实际上“旅行限制”并不会消除这种“危险”,因为病毒已经无处不在。中国此前采取的防疫政策在很大程度上有效阻止了病毒进入中国,虽然无法完全阻挡病毒,但若当初没有采取这种严格的防控措施,病毒则会迅速传播开来。
美国传染病学会6日也在社交媒体上表示,美国政府要求中国旅客入境前进行核酸检测的做法,不仅不会在限制病毒的传播上产生多大的影响,也无助于全面评估全球病例增加所带来的影响。该声明认为,如果美国希望更好地监测病毒和疫情的发展与走向,那么政府就应该从狭隘的地理视角中跳出来,采取更为广泛的监测策略。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)