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
台当局九条禁令激怒港澳人士,评论称彻底暴露民进党当局真面目******
【环球时报特约记者 张若】民进党当局发布所谓的“港澳居民不得从事活动一览表”,列出九项港澳居民在台湾不得从事的活动,包括不得参加游行以及不得接受媒体邀请发表意见等,引发巨大争议和强烈批评。
据香港《东方日报》5日报道,台湾“移民署”近日发布“港澳居民不得从事活动一览表”,港澳居民不得从事的九项活动包括不得参加选举造势活动或助选活动,不得参加游行、抗争等政治性质公众活动;不得进入军事防务地区、实验室、生物科技、研发或其他重要单位;不得到各军事基地、要塞堡垒窥视、拍照或摄影等。其他还包括不得从事违反社会风俗或危害社会秩序的行为;不得未经许可工作,包括模特作秀或短期契约工;不得接受媒体邀请访问等。港媒注意到,公告没有写明法律依据、罚则和“港澳居民”的定义,不知道是仅限于在台停留的入境人士,还是包括在台湾持有居留身份的港澳人士。换言之,旅行观光可能同受影响。
台湾陆委会称,相关公告属“误植”,“移民署”已移除该页面,不得从事的非法活动目前仍在讨论中,将供港澳居民参考。台湾政治大学法律学系副教授廖元豪质疑该公告的法律依据,称“没有法律效力,但有恐吓效果”。他说,“你把游行、接受媒体邀请,跟卖淫、军事的东西放在一起”,可能会引发在台居留港澳人士的寒蝉效应。香港理工大学学者陈伟强表示,台当局此举十分荒谬,文件的流出并非偶然,而是试水温,测试香港人的反应。
香港2019年爆发“修例风波”后,民进党当局不断炒作“大批港人移民台湾”。根据台“移民署”数据,2021年有11173名港人获得居留许可,比2020年增加360人;1685名港人获得定居许可,“居留和定居许可人数均打破历史纪录”。但《东方日报》直言,从上述数字可以看出,真正获得定居许可的比例并不高。与此同时,民进党当局还不断提高港人移民门槛。2020年8月,台“内政部”增设条文,列明如果申请者为现任或曾任大陆行政、军事、党务或其他公务机构,以及大陆在港澳投资的机构或新闻媒体职员时,台当局将不准其居留许可。2021年6月,台湾规定18岁以上港澳永久居民填写材料时,须填写是否“现(曾)于香港或澳门政府部门任职,宣誓或签署声明拥护基本法、效忠港澳政府”,同时申报毕业后所有工作经历,而非过去那样只填写近10年经历。
民建联立法会议员陈勇表示,不少台湾政客在香港“修例风波”期间声援暴徒,却对随后前往台湾发展的港人进行诸多限制,甚至不提供基本保障,如今又出台所谓的“九不得”政策,是将港人视为“炮灰”,为达自己的政治目的不择手段。他希望香港市民擦亮双眼,避免被别有用心的政客利用。工联会立法会议员黄国说,台当局炮制“九不得”明显敌视港人,好像港人去台湾就是做间谍。香港法学交流基金会副主席傅健慈认为,台湾当局炮制的“九不得”措施引起坊间批评后又赶忙将公告“下架”,是“作贼心虚”,显然发现有关规定欠缺法律基础、事实和理据支持,更不符合人权的普遍标准。
有媒体披露,不少港人因为移居台湾后的生活“不如预期”,选择回流香港。有评论5日称,香港爆发“修例风波”之际,民进党当局摆出一副关心、支持运动的姿态,蔡英文多次声称“与港人在一起”。一时间一些港人信以为真,把台湾视为“乐土”,甚至不惜冒险潜逃。然而,任何骗子都逃不过时间的检验,所谓“九不得”彻底暴露民进党当局的真面目,彻底击碎部分港人对台湾一厢情愿的幻想。(环球时报)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)