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
动车“体检师”精心守护广深港高铁列车安全******
中新社广州1月14日电 题:动车“体检师”精心守护广深港高铁列车安全
中新社记者 郭军
凌晨时分,在南方潮湿的空气中,一列“复兴号”列车缓缓驶入广州南动车运用所一二级检修库,这里专门针对动车组列车进行检查、测试、维修和养护等作业。广深港高铁福田至香港西九龙段即将恢复运营之际,记者深夜探访了这个中国华南地区最大的动车检修所。
据介绍,广铁集团广州动车段组织动车“体检师”,为即将担当广深港高铁交路的动车组列车开展深度检查和养护,认真做好动车组性能调试、消毒等工作,为广深港高铁福田至香港西九龙段正式恢复运营做足了准备。
走进检修库,一列“复兴号”列车停在轨道上,几名工作人员正在列车两侧和车顶上进行检修作业,偌大的检修库内略显安静,偶尔听见受电弓断电时发出的噼啪声。
“这一列广深港高铁‘复兴号’列车今晚将接受一级检修,四名工作人员要花上两个半小时来完成这项工作。”广州动车段广州南动车运用所助理工程师周帅介绍说,重点是做好列车走行部、内部服务设施、车顶的检修。
不仅是细致入微,还要面面俱到。轨道之下,长长的地沟也要走一遍,工作人员手里的手电筒既有照明的作用,同时还有摄像头在上面,检查到的每一处也会有影像记录下来。
每一处检查,既靠眼力,也有科技加持。车组轮对、牵引电机、齿轮箱等部件都是检查的重点,一旦发现故障,工作人员就会及时向上级汇报,然后再由专门的工作人员过来维修。
“整个转向架最重要的东西是轮对,主要检查它的踏面,看上面有没有割伤、烙伤等伤痕。”正在进行检修作业的工作人员罗前说。他又指向车体下一个类似充气轮胎的部件说道:“这是空气弹簧,属于车体与转向架之间的连接,我们检查主要是确保它没有裂纹和鼓泡,它的作用主要是调整车体的左右平衡。”
列车断电之后,记者随工作人员来到列车顶部。这里重点检查受电弓、避雷器等高压设备。
据介绍,按照检修作业标准,“复兴号”列车每行驶8000公里,便要接受一次一级检修。除了检修以外,为了即将到来的广深港高铁福田至香港西九龙段逐步恢复运营,广州南动车运用所也已经提前开展相关的试运行工作。
为了确保广深港高铁再次开行,广州动车段一共组织了6列标准组“复兴号”列车。“我们从8号就安排机械师随车开展试运行工作,持续开展了五天,每天都是保证车组正常地按照后续开行的交路行驶,空车不载客。我们能够、也有信心,在广深港再次开通时承担确保车组运行的任务。”周帅说道。
据介绍,广州动车段还专门挑选了24位素质高、形象好、业务高的随车机械师参与车组值乘作业,同时专门对他们进行了外事和应急培训,以确保车组在线上运行安全。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() ![]() 彩61地图 |