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
《中国奇谭》好在哪儿******
提起上海美术电影制片厂,许多80后、90后,乃至60后、70后,都会会心一笑,想起儿时看过的《大闹天宫》《哪吒闹海》《天书奇谭》《黑猫警长》等经典作品。遥想当年,这些作品陪伴一代又一代人走过了孩提时代,也代表中国动画,在国际舞台上创建了一张张独具特色的“文化名片”。
光阴飞逝,中国动画在“美术片”时代创下的辉煌,已经开始在人们的记忆中渐渐淡去。走过低谷、历经磨砺,在“国创”风潮的引领下,中国动画行业终于又在最近几年重见曙光。不过,虽然“出圈”的国产动画一年比一年多,市场反响也一年比一年好,质量和口碑特别出众的作品仍属凤毛麟角。
在这一背景下,一部名为《中国奇谭》的短片集开播不久,就在豆瓣收获了7万多名观众打出的9.5分高分。制作这部短片集的,正是曾经的“美术片王者”上海美术电影制片厂。
进入21世纪以来,20世纪“美术片”在观众眼中的存在感日益降低,新生代中国动画的风格,一方面明显受到日本、欧美等成熟动画市场的影响,另一方面也在积极迎合当代青少年的审美偏好。然而,《中国奇谭》的出现与成功,却让人意识到:“美术片”的时代虽然已经结束,中国动画过去积攒的审美资源、风格资源,以及中国特有的文化资源、思想资源,依然值得在今天被进一步发掘,并以此为起点展开“有传承的创新”。
已经播出的几集《中国奇谭》,为何能如此成功?这个问题的答案,当然要在原片内容中寻找。第一集《小妖怪的夏天》,是与上世纪“美术片”亲缘最近的一集。不论是源自《西游记》的文化背景、传承清晰的经典美术风格,还是极具辨识度的孙悟空形象,都足以令熟悉中国动画发展史的观众热泪盈眶。然而,《小妖怪的夏天》虽然让人感到似曾相识,却并非对老作品的模仿复刻。其故事线以妖怪洞府暗喻当代职场,年轻上班族一看就懂。以无名小妖而非取经四人组为主角,劝人向善、充满温暖的叙事方式,也让人眼前一亮。
除此之外,第二集《鹅鹅鹅》的水墨画风、默片手法,以及“聊斋味”十足又善于留白、让人回味悠长的开放式剧情;第三集《林林》将国风融入3D动画的大胆尝试,对东北自然风貌的浪漫呈现,以及对人与自然关系的思考……这些富有特色的亮点,都传递着主创团队的独到见解,以及支撑他们把这些间接转化为作品的勇气与诚意。从工业水平上看,《中国奇谭》的项目规模决定了它不可能追求顶尖水准。但它胜在创意、胜在真诚、胜在其内里的“中国基因”。
《中国奇谭》最早打响名号,与《小妖怪的夏天》自带的“情怀”属性密切相关,《鹅鹅鹅》更加独特,但也会让人想起《小蝌蚪找妈妈》等水墨老片。不过,从《林林》开始,我们已经可以明显看到《中国奇谭》一边背靠传统资源,一边探索全新世界的勇气。通过预告可以发现,从第四集开始,《中国奇谭》甚至会脱离古代背景,来到现代乃至未来。目前,我们并不知道《中国奇谭》的评分能保持多久,尚未播出的几集短片质量几何,但我们不妨对此抱有期待,看看它们能达到怎样的高度。
杨鑫宇
来源:中国青年报
(文图:赵筱尘 巫邓炎)