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
二十大代表风采丨“韶华”到“白头” 路生梅扎根陕北五十余载书写“医者仁心”******
中新网西安10月9日电 题:“韶华”到“白头” 路生梅扎根陕北五十余载书写“医者仁心”
中新网记者 阿琳娜 梅镱泷
“毕业后来到佳县至今已有五十多年,我认真履行医生的职责使命,真诚对待每一位患者,患者家属的信任就是对我最大的肯定和‘回报’,患儿的康复和健康成长就是我的成就。”路生梅说,扎根陕北,此生无悔。
1968年,路生梅从北京第二医学院(现首都医科大学)毕业,响应国家号召,24岁的她离开家乡,来到了陕北佳县。这个土生土长的北京姑娘,初到佳县,就感觉到这里与北京的“天壤之别”。
路生梅在家中看书学习。 阿琳娜 摄“当时的佳县十分贫瘠,我们喝的黄河水,睡的是土炕,虱虫叮咬更是常有的事。”路生梅说,这样的生活对刚毕业的她而言是全然陌生的。但她努力适应,全身心投入工作。
“那个年代,佳县地瘠民贫,靠天吃饭的乡亲们小病扛,大病也扛,医疗常识十分匮乏,很多山里的患者走不出来。”路生梅说,她和同事们经常抽时间进村入户,主动上门送医送药。
路生梅告诉记者,一次,她走了一个小时夜路到患者家中看病。那户人家光线昏暗,一个产妇坐在一个土袋子上,孩子刚出生。旁边的人正准备用黑乎乎的家用剪子给孩子断脐。路生梅立刻制止,并用消毒器械和敷料认真地给孩子断脐包裹。
这次难忘的出诊经历让路生梅印象深刻。她说,这里的群众医疗知识太缺乏了,医疗条件太落后了,这里就是最需要她的地方。她一定要改变这里的医疗条件,普及卫生知识。
路生梅扎根陕北五十余载。 佳县宣传部供图“我要为党工作五十年,为佳县人民服务五十年。”这是路生梅当年许下的承诺。
除了生活条件艰苦,工作上的挑战也不小。当时佳县医务人员少,医院不分科,每个医生都要会诊治内、外、儿各科疾病。儿科系毕业的路生梅便在工作之余,抓住一切机会学习各科诊疗知识,逐渐成为一名掌握内、外、妇、儿、中医、针灸各科知识的全科医生。
在佳县工作多年,路生梅多次放弃调离佳县的机会。“我是一名医生,这里的患者需要我,我必须留下来。”路生梅说,自己就是一只拴着线的风筝,无论走到哪儿,只要病人一拉线,她就会回到他们身边。
为了更专业、更有效地救治更多的患儿,路生梅立志要为佳县医院创办独立的儿科。为此她“东奔西跑”,并不断宣传和强调建立独立儿科的必要性和重要性,终于在1983年将儿科独立分离出来。为提高医疗和护理技术,她让科里所有护士分批到西安儿童医院进修学习小静脉穿刺技术,资金不足时,她就四处筹资还自掏腰包。此外,路生梅经常和她的同事们到基层培训乡村医生,推广计划免疫,普及医疗常识。
1999年,退休后的路生梅放弃回到大城市的机会,拒绝了大医院的高薪聘请,选择了继续留在佳县。除了在医院和家里义诊外,她还热心于志愿者活动。
窑洞里,一张炕、几件简单的家具……这里既是路生梅的住所,也是她的诊所。只要一有病人来,她会立即放下手中的事,认真诊治每一位患者。
路生梅退休后在家中义诊。 阿琳娜 摄“在佳县,路大夫的家庭地址和电话号码几乎无人不知,家里小孩生病都愿意让路大夫看,甚至佳县周边人也会慕名而来。”患儿家长赵玲玲说,路大夫不仅医术高明,而且很为患者着想,多年来坚持不花钱能治病、少花钱治大病的原则,也从不乱用抗生素和滋补药品。
多年来,“路奶奶”早已有了一套“对付”哭闹患儿的经验:她会在自己的左右手大拇指上画小人逗孩子开心,在与患儿的互动中观察孩子的状态。她的手机很少关机,遇到未接电话,她会一一打过去,生怕是病人家属打的,耽误孩子的诊治。
“路姐”“路姨”“路奶奶”“路大夫”……走在佳县街头,随时都会有老乡与路生梅热情地打招呼,当地很多家庭中的几代人都在路生梅这里看过病,路大夫也成了他们的“老熟人”和“家人”。
“人生的价值就在于有信念、有理想。为了信念和理想,不怕受挫折,坚持不懈,永远奋斗,哪怕十年、二十年,甚至一生的努力。”路生梅是这样说的,也是这样做的。
当选党的二十大代表,路生梅表示,自己深感责任重大。为了更好地履职尽责,她深入到群众中,了解群众的心声,继续为基层医疗机构建设、提升基层儿科服务能力贡献自己的一份心力。
“我今年78岁了,生命留给我还有多少时间我不知道,但是我会兑现‘生命不息,服务不止’的承诺。”路生梅说,作为医生,为病人解除痛苦没有退休年龄,只要还能干得动,病人需要,她就会一直干下去。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |