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
中疾控详解CH.1.1:未见致病性增强 短期内不会引起本土大规模流行******
中新网北京2月1日电(韦香惠) 日前,一种名为CH.1.1的奥密克戎亚变种在美国出现。1月31日,中国疾控中心就相关热点问题作出解答。
资料图。 殷立勤 摄未见CH.1.1变异株的致病性增强
据中国疾控中心介绍,CH.1.1属于奥密克戎变异株BA.2.75的第六代亚分支。最新研究显示,由于新增多个突变位点,增加了CH.1.1的免疫逃逸能力。同时,新增的一个突变位点(L452R)曾经是德尔塔变异株的特征性突变位点。但值得注意的是,该突变位点也存在于许多其他奥密克戎变异株亚分支中,如BA.5.3和BA.5.1.3等。
2022年11月至今,CH.1.1在美国新冠病毒流行株中占比呈上升趋势。2023年第4周,CH.1.1在美国流行株的占比为第五位,仅次于XBB.1.5、BQ.1.1、BQ.1和XBB变异株。
目前,未见CH.1.1变异株的致病性增强,仍需进一步关注。一般新毒株出现后,感染病例需达到一定规模并持续一段时间,才能初步判断新毒株的致病力是否变化。
资料图。殷立勤 摄短期内不会引起本土大规模流行
据中国疾控中心介绍,2022年11月13日,我国通过基因组测序首次从天津市报送的1例泰国输入病例样本(2022年11月10日采样)中检出CH.1.1进化分支。截至2023年1月30日,共监测发现24例CH.1.1及其亚分支输入病例。输入病例来源地涉及15个国家或地区。未监测到CH.1.1及其亚分支的本土感染病例。
据中国疾控中心介绍,尽管CH.1.1变异株的免疫逃逸能力和传播优势进一步增强,导致突破感染和再感染风险增加,但我国大部分人群体内已存在高水平中和抗体,对CH.1.1存在一定的交叉保护作用,CH.1.1短期内不会引起本土大规模流行。脆弱人群(65岁以上老人、基础病患者和未接种疫苗者)以及未感染人群仍需加强个人防护。
如何面对CH.1.1?中疾控表示,坚持做好个人防护、保持良好卫生习惯、不要相信未经证实的网络报道。
资料图。殷立勤 摄目前本轮疫情主要以BA.5.2、BF.7为主要流行株
1月30日,国务院联防联控机制举办的新闻发布会上,中国疾控中心病毒病所研究员陈操介绍,报告显示,目前流行的毒株主要还是BA.5.2和BF.7。
他表示,从新冠病毒感染疫情以来,我们国家一直开展新冠病毒的变异株监测工作,也为早期疫情流调溯源提供了重要线索和支撑。同时这个过程也积累了大量经验和数据。根据监测数据显示,本轮疫情主要还是以BA.5.2、BF.7为主要流行株,我国目前没有监测到其他优势病毒株。
此外,春节假期期间,中国疾控中心收到全国各省上报的新冠病毒全基因组序列1421条,经过分析发现他们有11个进化分支,仍旧以BA.5.2、BF.7为主,没有发现新的变异株输入。
陈操提到,当前春运正在进行中,高校近期也要陆续开学,下一步我们将继续指导全国做好新冠病毒变异监测工作,继续对哨点医院中的门(急)诊病例、重症病例、死亡病例还有特殊人群开展新冠病毒的变异监测。同时,同其他部门对海陆空口岸的入境人员进行新冠病毒的变异监测,及时预警并采取相应的防控措施。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |