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
当旅游遇上“非遗”,玩出不一样的“文化味儿”******
在四川崇州道明竹艺村,国家级非遗项目道明竹编与现代建筑设计理念融合建造的“竹里”,持续带动大批游客前往打卡;在南京,作为首批国家级非遗的秦淮灯会在跨年夜“亮灯”,无数游人共赏“火树银花”盛景;一阕昆曲悠扬婉转,一场皮影趣味横生,绚丽的彝族刺绣,精致的木刻版画……元旦假期,迎新贺岁,在各地丰富多彩的文旅活动中,常常可以看到非遗的身影。
在“以文促旅,以旅彰文”的理念指导下,“非遗+旅游”已成为文旅融合发展的重要一环。非遗和旅游的融合,不仅催生了更多独具文化意蕴的旅游产品,创新了旅游业态,丰富了旅游供给,也激活了数量巨大的非遗文化资源,使非遗文化通过旅游市场走进了千家万户。
近日,中国非物质文化遗产保护协会公布2022年全国非遗与旅游融合发展优选项目名录,非遗旅游景区、非遗旅游小镇、非遗旅游街区、非遗旅游村寨4个类型共200个项目入选,其中既有历史悠久的传统村落,也有充满现代气息的城市旅游街区,为非遗和旅游的融合发展树立了典范。
贵州省丹寨县龙泉镇卡拉村的苗族蜡染工坊,村民在画蜡画。新华社发
非遗元素让旅途更有文化气息
走进内蒙古的莫尼山非遗小镇,特色建筑依山而建,泉水潺潺、炊烟袅袅,游客们感受着小桥流水的乡村美景,欣赏着经典的非遗曲艺表演,还有各类非遗文化技艺体验项目深受欢迎。开料、描图、雕刻……游客们拿着工具按照老师的指导认真制作皮画。“蒙古族皮艺制作项目每一个环节都有学问,能来这里亲身感受,让我们此行更加有意义。”“这个非遗景区融合了民俗体验、知识科普,是个很值得去的地方。”在现场参与体验活动的游客说。
今年元旦假期,旅游市场升温回暖,为了给远道而来的游客们带来更具文化味儿的旅游体验,各地将跨年迎新活动和本地非遗传统文化结合起来。元旦假期,广东桂城接待了超57万游客,其中灯湖西街的非遗技艺“打铁花”表演格外惊艳,给游客带来一场震撼的视觉盛宴;在重庆的跨年夜市,精美的缠花艺术品吸引众多游客驻足;在四川德昌,原生态歌舞表演、特色服饰、葫芦笙表演、火草织布等非遗项目展现了傈僳族的独特风情。
河北省丰宁县非遗布糊画就业工坊,手工艺人在制作兔年主题布糊画。新华社发
还有越来越多景区引入了非遗项目,打造非遗展馆、非遗街区、非遗长廊等,通过展演、展销以及各类体验和游玩项目吸引游客,以提升景区的文化品位和旅游品质。“旅游不仅是为了欣赏名川大山,更是为了体验不同地区的生活气息、人文风情,非遗与人们世代相承的生活方式息息相关,亲身传习体验让旅途更有收获、更为难忘。”一位旅游博主分享道。
在传统观光旅游已经难以满足旅游者消费需求的时代,人们更期待在旅游过程中感受文化熏陶,满足乡愁情怀。传统技艺、民俗文化、民族节庆,独具地域特色的非遗项目让游客耳目一新。非遗旅游景区、非遗旅游小镇、非遗旅游街区、非遗旅游村寨不断涌现,成为越来越多人愿意专程前往的新兴旅游目的地。
“非物质文化遗产是旅游资源的大户,在种类上、跨度上、数量上、可变性上,都为旅游供给和旅游业态提供了不会耗尽的资源。”中国社科院旅游研究中心秘书长金准在采访中对记者说,“旅游业不断推陈出新、发展变化,由此产生产品和业态的深度,生发新的增量空间,非物质文化遗产的深度利用,为旅游业的发展提供了更广阔的空间。”
在金准看来,非物质文化遗产是文旅融合的重要接口,这一部分的文旅融合,起步最早、结合最深,积累了丰富的经验,为市场所认可,是推动文旅融合发展的重要依托。非遗项目的文化意蕴与旅游融合成为带有浓郁地方特色的旅游项目,将彰显多元化的地域文化和传统价值,推动了旅游产业的繁荣发展。
2022年文化和自然遗产日海南省宣传展示暨第二届三亚南山非遗节展示多个非遗项目。新华社发
(文图:赵筱尘 巫邓炎)