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
沙县小吃第一村的文旅追梦路******
天仪再始,岁律更新。走进全国乡村旅游重点村福建省三明市沙县区俞邦村,村口的“沙县小吃第一村”几个大字熠熠生辉,村庄干净整洁,“寻根追味”小吃街美食飘香,络绎不绝的游客在这里品小吃、赏美景,感受这冬日里的暖意。
俞邦村位于沙县区夏茂镇北部,建村已有1200多年,是著名的革命老区村。全村有600多人外出经营沙县小吃,占全村劳动人口的88%,有“沙县小吃第一村”的美誉。
俞邦村依托传统美食沙县小吃,不断深化文旅融合,做优“寻根追味”特色乡村游,打造富民产业,助力乡村振兴,走出一条革命老区高质量发展的新路子。
漫步在俞邦村,这里绿荫如盖、溪水绕村。村里一幢幢漂亮别致的农家小院错落有序,一条条平坦洁净的水泥路穿过村庄、一座座青砖黛瓦的民宿有序排列,一幅美丽乡村的图景徐徐铺开。
“这两年来,游客越来越多,村里不断改善村容村貌,通过实施俞邦客厅亮化工程,对主街住宅进行改造,院前花开四季,不断提升整个村庄的颜值。”俞邦村党支部书记张昌松说。
与此同时,俞邦村还大力实施项目带动战略,紧紧围绕小吃、文旅等特色产业,做足“小吃+文旅”这篇大文章。
在村里的木窠卡丁车露营项目现场,工人们正在热火朝天地施工。“这个项目占地20多亩,总投资100万元,预计于春节期间对外开放,将填补俞邦村露营旅游业态的空白。”张昌松介绍说。
此外,俞邦村先后投资约4000万元,打造了沙县小吃民俗风情馆、儿童乐园等40多个项目,不断丰富旅游业态;推出“沙县小吃原材料种植—小吃制作—小吃品尝”互动体验项目,进一步增加游客体验元素,吸引更多游客,擦亮“沙县小吃”品牌。
走进沙县小吃民俗风情馆,可以看到“溯源传承话美食”“沙村人家食为天”“小吃文化系风情”等篇章,充分展示了沙县小吃的前世今生。“看着这些精美的画面,仿佛穿越时空,感受到那浓浓的烟火气。”来自厦门的游客张希笑着说。
在俞邦村提升改造建设过程中,沙县区小吃文化旅游发展集团作为推动小吃产业发展、壮大文旅产业规模的运作实体,发挥着重要的作用。“近两年来,集团分步实施建设了俞味·小吃文旅餐厅、俞生有梦·精品民宿等项目,不断丰富旅游产业链,不断打响‘沙县小吃’文化和旅游品牌。”沙县区小吃文化旅游发展集团董事长、总经理童友健说。
手锤扁肉馅、油炸春卷……采访当天中午时分,村里的“寻根追味”小吃街生意火爆。这里的小吃店高高挂起彩旗、招牌,家家户户备着各类特色美食。70多岁的村民俞和传正在自己的小吃店忙碌着,只见他一边招呼客人,一边将包好的扁肉下锅,将拌面用笊篱捞出,撒上葱花,淋上酱汁,动作一气呵成。
“我们村的生意越来越好。我家的小吃店一天营业额高时可达4000多元。去年忙不过来时,就让女儿和女婿过来帮忙。今年直接让小儿子留在家帮忙。”俞和传笑着说,“现在我们家一年纯收入就有十来万元,在家门口赚上了‘旅游钱’,我们很感恩、很满足。”
据统计,2022年,俞邦村接待游客超20万人次,人均收入2.8万元,村集体收入38万元。
“我们以‘明星村’俞邦村为联建主村,联合长阜、松林、儒元、东街、西街等5个村党支部,成立俞邦片区党委,整合资源,串点成线,握指成拳。片区六村股份经济合作社共同注册成立‘福建省夏茂俞邦片区农贸发展有限公司’,打造乡村振兴样板。”夏茂镇党委书记张卫华说。
“2022年以来,公司围绕发展小吃、文旅、茶叶、林业等‘四大主导产业’,创立了‘寻味俞邦’‘俞生有礼’等伴手礼品牌。据统计,2022年,公司实现销售额近百万元。”夏茂俞邦片区农贸发展有限公司办公室主任饶启圣介绍。
砥砺奋进新征程。站在新的起点上,张昌松信心满怀。(李金枝)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)