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
大自然保护协会徐欣:实现生态修复与可持续生产协调发展需不断探索经验******
中新网蒙特利尔12月8日电 “修复只是保护的一个环节,如何继续保持区域的绿色底色、挖掘生态对生产的促进与庇护潜力,实现生态修复与可持续生产协调发展,是漫长维护期中需探索的重点。”大自然保护协会北京代表处对外事务总监徐欣在COP15第二阶段会议“坚持人与自然和谐共生 共建清洁美丽世界”边会上表示。
当地时间12月7日,COP15第二阶段会议“坚持人与自然和谐共生 共建清洁美丽世界”边会在加拿大蒙特利尔举行,边会由生态环境部环境与经济政策研究中心、中国新闻社主办,中国新闻网承办。
大自然保护协会北京代表处对外事务总监徐欣在边会案例分享上发言。尹灵 摄徐欣在会上分享了内蒙古对土地可持续修复及管理模式的探索。
徐欣介绍,内蒙古在土地退化方面面临着巨大挑战,一方面是过去不合理开发利用对自然的威胁,另外是发展需求与有限资源在数量和时空上的不匹配。另外,过去60年内蒙古是中国气温变化最快的区域之一,内蒙古属于干旱和半干旱区域,气候变化将加剧当地在生态保护方面面临的挑战。
“基于此,首先,我们对于保护项目进行了系统设计,即在气候变化背景下,通过科学规划识别重要问题、区域和目标,通过合理修复恢复自然生态,通过可持续管理来维持或者提升保护的效果,包括对于修复区域的管理,更重要的是支持当地生产方式的转型和升级。”
“在合理修复方面,开展‘乔、灌、草’相结合的综合修复,用油松、山杏、沙棘等多个本地树种进行混交。”
“在可持续管理方面。当地是农牧交错带,我们帮助进行农牧措施的提升,促进乡村的绿色振兴来增绿增收。”
“另外,通过季节性休牧、暖季草畜平衡管理、冷季科学舍饲,推广草地智慧管理,我们还开发了工具帮助牧民更好的评估草地承载力。”
徐欣表示,同时也结合实际需求和保护目标推出了一系列推广措施,包括以工代奖、配比补偿、活树奖等。
“比如‘活树奖’,传统激励种树,采取村民种一棵树奖励多少钱的方式,我们则在当地采取居民自愿认领种植,每年秋天验收,每成活一棵树领取一定补助,如此进行三年。措施也起到了很好的效果,树木当年成活率可达90%,3年保存率达85%。”(完)
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