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
(新春走基层)急诊科的不眠夜******
中新网银川1月12日电 题:急诊科的不眠夜
中新网记者 杨迪
在宁夏回族自治区人民医院急诊科,时钟仿佛比其他地方走得更快,只有一路小跑,才能在这里“争分夺秒”。
预检分诊,是急诊科的第一道“关口”,值班医护需要在最短时间内了解患者诉求,进行初步检查并给予建议。在就诊高峰期,急诊科预检分诊护士凌娟娟要同时面对五、六名患者,以最快时间询问患者症状,安排其就诊。
护士为前来就诊的患者预检分诊。 杨迪 摄从下午4时到深夜12时,凌娟娟几乎没有休息的时间。“我的这个岗位不能离开人,在接班前,我会尽量少喝水、提前上厕所。”凌娟娟的语速很快,这是长期在急诊科工作养成的习惯,“分秒必争”——是急诊医护们的共识。
据了解,近日宁夏回族自治区人民医院急诊就诊数增多,院方本着“应接尽接”的原则,优化急诊流程、整合救治资源、抽调医护支援,最大程度做好急救保障。
病床上的患者、焦急等待的亲友、忙碌的医护……在急诊科,“小步快走”成为医护们的标志性步伐。“急”和“诊”,是贯穿这里的关键字。
从下午6时工作到第二天上午8时,急诊科抢救室护理组组长杨玉龙已习惯通宵忙碌,“现在的愿望,就是尽最大努力帮助大家渡过难关。”
在急诊红区,急诊科主治医师杨晓明正在查看患者的肺部CT,包括他在内的2名医生和2名护士,要为整个红区的患者提供诊疗和救治。杨晓明用“跑”来形容自己的工作状态,“我们从接班到下班全身是汗,要抓紧跑、抓紧救治患者。”
在急诊红区,医生正在为患者查看CT结果。 杨迪 摄急诊重症监护室(EICU)收治的是需要插管、呼吸辅助通气等的危重症病人。与急诊黄、红区不同,EICU格外安静,可以清楚地听见仪器的滴答声、医护的脚步声。在这里,患者没有家属陪护,急诊科护士王志华在为患者插管、配药、擦身之余,还要安慰、疏导患者,帮助其建立战胜疾病的信心。
在急诊黄区,医护正在与患者家属交流。 杨迪 摄从下午6时起,王志华还未喝过水,这是他新冠病毒感染的第二天,全身酸痛的他在上班前要吃一粒布洛芬,才能坚持工作到第二天早上。“我们科现在人员比较紧缺,我‘阳了’以后,也不敢轻易下‘火线’。”王志华的声音显得有些虚弱,时常要停下来呼气,“家人也劝我请假休息,但我没请。我想作为医务人员,去尽力守好这道防线。”
已是深夜,王志华和同事依旧在忙碌,这注定是一个与病魔赛跑的不眠夜。“我们所需要的不多,就是希望看到病人康复出院。”王志华说。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |