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
海南旅游消费市场显现复苏活力******url:https://m.gmw.cn/2023-01/05/content_1303244420.htm,id:1303244420
● 本报记者 杨洁 李嫒嫒
伴随疫情防控政策优化,2023年元旦假期,海南迎来旅游小高峰,“阳康”们涌向三亚连日登上微博热搜。作为海南旅游消费重要内容,免税市场持续回暖。海口海关数据显示,2023年元旦假期,海口海关共监管离岛免税购物金额4.22亿元,人均购物9816元。
免税额度都快不够用了
来自湖南长沙的简先生在海南度过元旦假期,他在海口的第一站便来“打卡”刚开业不久的海口国际免税城。他告诉中国证券报记者,免税消费是自己来海南旅游的重要内容,尤其近期海口发放很多消费券,订酒店、买免税商品更划算了,让自己更有消费“冲动”。
海口国际免税城2022年10月28日开业,经营面积19.15万平方米,是世界最大单体免税店。经营面积10.25万平方米的王府井国际免税港也正在抓紧装修和备货,计划于2023年1月开业。根据海南省商务厅一级巡视员姚磊介绍,届时海南离岛免税店数量将增至12家,全省离岛免税店经营面积将超过50万平方米,大幅提高旅客承载能力,为消费者提供更好的购物体验。
来自河北的李女士每年来海南两三次。“每次过来玩,我们都会顺便逛一下免税店,这次活动力度还不错,让我有超出既有预算的消费欲望。”李女士有些兴奋地说。按照规定,离岛旅客每年每人免税购物额度10万元,李女士直言,免税额度已经快不够用了。
免税购物已成为海南旅游消费的重要内容。数据显示,自2019年以来,海南离岛免税购物销售规模实现大幅增长。2021年海南离岛免税店销售额601.73亿元,比上年增长84%,约二分之一的进岛游客来到免税店,六分之一的进岛游客参与离岛免税购物。同期,海南免税品销售额占全省旅游收入约二分之一,助力海南经济社会发展。
为迎接“双节”假期消费旺季的到来,从2022年12月起,海南省启动为期两个月的“海南离岛免税跨年狂欢季”,通过抽奖、打折、满减等方式,全面促消费。2022年12月13日到19日,海南离岛免税单日销售金额连续7天超1亿元。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)