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
三星正式发布新一代高端旗舰Galaxy S23系列******
2月2日,三星电子正式发布新一代高端旗舰系列产品三星Galaxy S23 Ultra、Galaxy S23+及Galaxy S23,翻开了三星Galaxy智能手机超能体验的新篇章。此次,三星强大的影像系统融合更加先进的AI技术,带来了电影级视频创作等诸多创新功能;搭载的第二代骁龙®8移动平台升级版,不仅具备超强的AI算力,为未来打造的移动游戏特性与超疾速图形处理等,还可为玩家提供持续高能的移动游戏体验。秉承对可持续发展的承诺,三星Galaxy S23系列相比旗下其他手机采用了更多由可回收环保材料制成的零部件,力求通过先进的设计理念造就标杆级的创新体验。
三星Galaxy S23系列三星电子移动通信部门总裁卢泰文表示,三星Galaxy S23系列产品再次刷新行业标准,为用户带来可靠的优质体验。同时,也致力于将强劲的性能、持续的创新与可持续发展的环保理念融为一体,为消费者提供更高、更强的三星Galaxy体验。
2亿像素镜头搭配丰富的创意拍摄体验,令精彩影像不分昼夜
三星Galaxy S23 Ultra能够助力不同拍摄水平的用户轻松定格令人惊叹的画面,可以在不同的光照条件下呈现出超乎想象的画面细节。
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为满足更多用户专业的拍摄需求,三星Galaxy S23系列带来了一套专属影像工具,能够通过设置更多拍摄选项来更好地展现灵感与创意。升级的Galaxy专属Expert RAW应用程序让用户也可拍摄出单反风格的作品,还能够拍摄出颇具艺术感的多重曝光照片,或使用天文摄影模式清晰地捕捉到壮丽的星空景色。
此次,三星Galaxy S23+与Galaxy S23将外观设计焕然一新,以标志性的悬浮感相机设计实现了全系列设计风格的统一,为Galaxy化繁为简的本真设计翻开新的篇章。
超强性能开拓未来移动游戏体验
对创作者和游戏玩家而言,挑战极限和冲破想象边界,往往需要更先进的技术赋能。此次,三星携手高通进一步优化Galaxy体验,带来迄今为止三星Galaxy最强悍、高效,同时也是骁龙最快的第二代骁龙®8移动平台升级版。三星Galaxy S23 Ultra还搭载了5,000毫安时(典型值)的大容量电池。
为了实现更接近真实的数字化效果,三星Galaxy S23 Ultra还将支持实时光线追踪技术,更早地推动未来移动游戏发展的主流趋势。通过这项技术,手机能够模拟并追踪游戏场景中的光线,呈现更加逼真的场景渲染效果。此外,三星Galaxy S23系列还搭载了更强大的Galaxy散热系统,让用户能够尽情尽兴地长时间驰骋在游戏世界中。
三星Galaxy S23 Ultra搭载6.8英寸(直角)曲面显示屏,并通过减小曲率带来了更平坦宽阔的视野,让用户能够获得生动且色彩丰富的视觉体验。另外,三星Galaxy的增强舒适度功能可调整屏幕的色调和对比度,帮助用户减缓在夜间观看屏幕时造成的眼睛疲劳;新一代Vision booster技术进一步升级,令屏幕在日光环境中的显示效果更加清晰。
秉承可持续发展理念的环保设计
三星Galaxy S23系列在将品质提升到更高档次的同时,依旧践行环保与可持续发展理念。此次,三星Galaxy S23系列相比上代产品,从之前的6个应用于内部的可回收材料组件增至12个,并应用于内部及外部。同时三星Galaxy S23系列采用的回收材料种类,也比旗下其他Galaxy智能手机更多,包括消费前再生铝材和再生玻璃,以及废弃渔网、水桶和PET瓶子等消费后再生塑料。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |