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
张震将军的抗战岁月******
2015年9月3日,是中国人民抗日战争胜利纪念日。就在这一天,中央军委原副主席、世界反法西斯战争的老战士、在抗日战争中功勋卓著的张震将军永远离开了我们,享年101岁。张震16岁参加红军,南征北战,戎马一生,继新中国首次授衔被授予中将军衔后,1988年9月我国再度恢复军衔制时被授予上将军衔,也是177名共和国中将中最后离开我们的一位。全面抗战爆发后,张震先后担任八路军总部参谋、新四军游击支队参谋长、八路军第4纵队参谋长、新四军第4师兼淮北军区参谋长等职,协助彭雪枫、邓子恢等开辟战场、指挥作战,为民族独立和人民解放事业作出重要贡献,是我军最优秀的参谋长之一。
去太原做秘密联络工作
1937年7月的一个晚上,在抗大学习的张震突然接到上级安排他去中央组织部报到的通知,要求离校时不能带有红军字样的东西。张震原以为会马上奔赴抗日前线,没想到等待他的却是另一项任务——去太原做秘密联络工作。原来是彭雪枫“点将”,要张震与自己同往山西阎锡山处开展统一战线工作。第二天,张震随彭雪枫离开延安。到太原后,张震化名“中天”,住进新满城街30号“彭公馆”。
8月1日,中央指示彭雪枫等同志,红军即将改编,并准备入晋对日作战,要尽快成立太原办事处。10日,毛泽东电令太原办事处立即开设,以彭雪枫为主任。25日,中国工农红军主力正式改编为八路军。此时办事处的主要任务是:与第二战区司令长官、太原绥靖公署主任阎锡山交涉并商定八路军入晋的路线及开进方法;入晋后部队活动地区的划分;作战原则和指挥关系,以及后勤补充计划等。在彭雪枫、张震等人的共同努力下,经过多次交涉,终于促成阎锡山方面同意八路军由陕西韩城东渡黄河,在山西侯马上火车到大同集中,然后转赴察哈尔对日军作战。此外,还同意在太原、代县等地为八路军补充武器、弹药、被服等军需物资。
八路军主力部队向山西进发后,办事处的工作越来越忙,人员也增加了不少。原本空间就不大的新满城街30号难以满足大家居住和工作的需要。为了找到一个合适的办公地点,张震跑遍太原城,最终找到原成成中学的校舍租了下来。8月30日,八路军驻晋办事处在这里正式挂牌。张震以八路军总部少校参谋的身份,负责联络、接待工作,并兼任办事处总务科科长。此后,张震在彭雪枫的领导下与阎锡山部广交朋友,积极开展抗日民族统一战线工作,出色地完成了上级赋予的任务。
打响新四军游击支队抗战第一枪
1938年2月,张震奉命率八路军驻晋办事处部分工作人员离开山西,前往河南确山的竹沟镇与彭雪枫会合。到达竹沟后,张震担任了中共河南省委军事部参谋长,协助整编新四军第4支队第8团。其间,他与彭雪枫“热情宴请”豫南土匪武装段可祥团。推杯换盏之际,张震只带一个班就顺利解除了“段团”七八百人的武装。
9月,根据中央关于开展豫东敌后游击战争的指示精神,彭雪枫、张震等率部以新四军游击支队的名义,在竹沟誓师东征。10月11日,东征部队在西华城北的杜岗与豫东人民抗日游击第3支队和游击支队先遣大队胜利会师,合编为新四军游击支队,张震任参谋长。24日,整编后的部队东渡黄河,横跨淮太公路,于26日进至淮阳东北的窦楼一带宿营。自豫东沦陷,日寇杀烧抢掠,汉奸横行乡里,群众苦不堪言。游击支队到达窦楼后,当地群众欢欣鼓舞,热情招待。
次日上午,整装待发的部队遭遇日军突袭。张震与彭雪枫紧急磋商,决定采取敌进我进、迂回包围、侧后突击的战术,各大队迅速占领有利地形,消灭来敌。张震亲率警卫连占领了窦楼西南角的坟地。战斗中,他身先士卒,手持机枪把迎面的日军打散。正准备再次射击时,一颗子弹飞来,穿过了张震的右腿。卫生员简单包扎后,张震继续指挥部队从正面阻击敌人。同时,彭雪枫率3大队向敌左侧猛烈突击,打得敌人阵脚大乱,狼狈逃窜。游击支队首战告捷,共毙日军10余人,缴获大量弹药物资。虽然战斗规模不大,但意义深远,不仅打击了日军的嚣张气焰,更锻炼了部队,提升了豫东军民的士气。
开辟豫皖苏边抗日根据地
1939年2月,新四军游击支队进驻永城书案店,召开了团以上干部会议。根据中央的指示,会议提出建立豫皖苏边抗日民主根据地的具体任务。4月,日军向永城地区反复“扫荡”,驻守永城的国民党军丧失抗战信心,撤向大后方。于是,张震与彭雪枫等迅速组织建立了中共永城县委和县政府。这是游击支队在敌后建立的首个抗日民主政权。按照由小到大、由一到多的发展构想,根据地逐渐扩展到萧县、夏邑、宿西、涡北等地,豫皖苏边抗日根据地初具规模,与陇海路北的八路军和大别山麓的新四军形成掎角之势。在此期间,张震积极开展统一战线工作,动员永城东北的地方武装鲁雨亭部加入新四军,并介绍鲁雨亭加入中国共产党。此后,这支部队成为我军在豫皖苏边区北部打击日伪军的一支重要力量。
1939年9月,豫皖苏边区党委和新四军游击支队在涡阳县曹市集召开第一次党代会,讨论了豫皖苏边区的形势任务,作出大刀阔斧地开辟豫皖苏边抗日根据地的重要决定。此时,距游击支队誓师东征已过去了一年。在频繁战斗的间隙,张震坚持著文立言、笔耕不辍,相继撰写了《东征以后》《周年回忆》等文章。在《周年回忆》中,张震系统总结了开展敌后游击战的8点经验,在新四军内产生了广泛影响。
由于豫皖苏边区地处敌、我、顽争夺的战略要地,在敌伪联合“扫荡”、顽军蓄意掀起反共高潮的情况下,根据地中心区域一度易手。为顾全抗战大局、保存力量,彭雪枫、张震等率部向皖东北地区转移,在洪泽湖畔战斗与发展。其间,他与彭雪枫指挥部队一举歼灭了向我进犯的顽军韩德勤部,生俘韩德勤以下官兵千余人。1944年8月,根据中央关于向河南敌后进军的指示,彭雪枫与张震又率部西进,恢复了豫皖苏边区。到抗日战争胜利时,这块由张震参与领导创建、具有重要战略地位的根据地,成为全国19个著名的敌后抗日根据地之一。(孙宇中、贾娟)