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
今年第一批游戏版号发放,游戏板块应声走强,行业复苏可期******
1月18日,受利好消息刺激,游戏板块大涨,截至发稿,巨人网络涨超6%,优刻得4%,汤姆猫、三七互娱、中青宝等涨超3%。
1月17日,国家新闻出版署公布了一批1月国产网络游戏审批信息,这是2023年的第一批版号,共有88款游戏过审。
本次版号审批名单中,包括腾讯、网易、米哈游、三七互娱、B站等大厂都有在列。腾讯的《元梦之星》《黎明觉醒:生机》《白夜极光》,网易的《超凡先锋》,米哈游的新旗舰游戏《崩坏:星穹铁道》,三七互娱的《扶摇一梦》,以及B站海外发行的《艾塔纪元》在本次过审。
申万宏源指出,本次国产游戏版号发放数量环比进一步提升至88个,持续超预期。版号发放结构继续向重点公司、重点产品倾斜(腾网及二梯队公司重点产品获批)。12月底进口版号恢复,游戏监管正式进入常态化阶段。但市场并未充分预期监管边际改善空间,游戏股估值仍在底部区间。
中信证券表示,同时游戏版号稳定发放将为游戏公司未来的业绩增长带来有力催化。继游戏版号趋于常态化发放、游戏产业价值获社会认可之后,对于游戏行业政策导向,坚持优质内容向游戏和降低游戏成瘾性战略、加强未成年人保护、鼓励出海将成为游戏行业未来长期发展路径。政策环境企稳,同时在游戏消费修复、出海广阔空间、虚实结合数字底座等主线驱动业绩增长的背景下,未来游戏行业将会逐渐迎来板块修复的机会。
华泰证券称,2022年游戏表现不佳的主要因素在2023年的影响均有望逐步缓释,版号发放频次及数量持续恢复中,行业供给有望逐步优化;2023年宏观经济及消费表现或呈现改善态势,用户整体消费或有望恢复。行业供需回暖下,板块估值水平有望继续修复。看好具备优质产品储备和积极拓展出海的龙头企业,关注版号及相关行业政策变化、行业重点产品上线节奏及表现,静候行业复苏。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)