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
剧版《三体》开播 短视频“降维”解读******
科幻超级IP拥有众多拥趸 网友称基本还原原著
剧版《三体》开播 短视频“降维”解读
根据刘慈欣原作改编的电视剧《三体》1月15日首播,距剧版《三体》首次公布影视化消息已经过去7年。
科幻题材
揭开“三体”世界神秘面纱
剧版《三体》由杨磊执导——他此前曾执导过电视剧《红色》。演员方面,张鲁一、于和伟、陈瑾、王子文、林永健、李小冉等领衔主演,中央电视台、腾讯视频等出品。开播当天,刘慈欣发文推荐,“2006年,科幻小说《三体》开始连载,作者同读者一起,经历了一段想象中的未来史,领略了一个虽然可能性很小的但仍然有可能的未来。很高兴如今能够通过不同的方式,再次与大家一起进入《三体》所描述的想象世界。”
作为科幻题材中的超级IP,刘慈欣的科幻小说《三体》拥趸众多。该剧讲述了地球基础科学研究遭遇异常扰动,引发科学界惶恐动荡,纳米物理学家汪淼(张鲁一饰)与刑警史强(于和伟饰)联手调查,共同揭开了地外未知文明“三体”世界的神秘面纱,并随全人类一道与即将入侵的三体人展开博弈的故事。
观众反馈
于和伟和张鲁一的对手戏看着好过瘾
《三体》开播至今,收获的评价还算不错。有网友留言:“看了第一集,感觉很好,说明《三体》还是应该当作正剧来拍,而不是一个爽剧。当然选择第一部作为切入也很合适,因为第一部确实是三体中最现实的一部,是这个宏大科幻故事离观众生活最近的一部,正好也发挥真人电视剧的特长……总的来说,从本片使用了大量书中原台词的感觉来看,团队还是相当尊重大刘原著,基本是以还原原著为目的,希望后面几集也能如此,那我会一直追下去。”有网友点赞:“于和伟和张鲁一的对手戏真的太精彩了,两个人的演技碰撞在一起,让人看得好过瘾。”
自然,也有网友觉得剧版《三体》门槛过高,有网友在看完第一集后,忍不住吐槽:“很还原原著,目前没有任何方面拉垮,但是剧和原著有同样的问题,那就是门槛很高,没有原著基础的人容易看不懂,还觉得节奏慢。”也有网友认为:“电视剧这次像是特意为读过原著的粉丝拍的,时间线来回穿插各种闪回,对路人不是太友好,看着可能会觉得故弄玄虚。”
剧集之外
《降维解读报告》上线解惑
网友这方面的担心,制作方看来早有预判。开播前,《三体》电视剧制作方就与《中国国家天文》杂志进行的特别企划,邀请中国科学院国家天文台研究员陈学雷、中国科学院国家天文台项目研究员王汇娟、中国科学院国家纳米科学中心研究员谢黎明、中国科学院高能物理研究所研究员张双南等,推出三到五分钟的短视频《降维解读报告》,对《三体》及宇宙相关知识进行解读。比如张双南讲解,“身为比质子更小的粒子,夸克真的存在吗?”“如何研究宇宙线?它们来自哪里,又将揭晓怎样的宇宙未解之谜?”而谢黎明某一期的主题是,“审判日号即将抵达巴拿马运河,生存危机一触即发,人类究竟该何去何从?”
《降维解读报告》吸引了不少粉丝、天文爱好者等不同人群。对《三体》感兴趣但并未阅读过小说的闫女士表示,《降维解读报告》上线后便第一时间观看了更新内容,主要是自己对《三体》及天文知识了解较少,担心看剧集时无法跟上节奏,因此想在前期多下点功夫。
文/本报记者 杨文杰 统筹/刘江华
《北京青年报》2023年1月18日第A12版
(文图:赵筱尘 巫邓炎)