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
七旬修鞋匠 十四年资助百余名贫困生******
遇见你丨七旬修鞋匠 十四年资助百余名贫困生
江苏省淮安市的王建荣,是一名修鞋匠,今年77岁的王大爷,3岁时患病导致下肢残疾。为了养活自己,他自学修鞋手艺,自食其力。
尽管收入微薄,但王建荣老人14年来陆陆续续将修鞋攒下来的积蓄捐献给了地震灾区居民,累计捐款8万多元,先后资助了100多名贫困学生,他的身残志坚和爱心善举感动了很多人。今天的遇见你,就让我们一起走近这位身残心善的修鞋老人。
一大早,王建荣的修鞋摊刚开门不久,老顾客们就纷纷上门,不大的修鞋铺,渐渐热闹了起来。汪阿姨是老顾客,自从王建荣搬了地方,她几经辗转打听,终于找到了老人新开的铺位。
顾客 汪谊华:我们在他家修鞋子有二十多年了,人服务非常客气。他手艺可以,他这个人真好,像有人着急了,口袋一掏没带钱,他说没事啊,大姐你拿走。
今年77岁的王建荣大爷,3岁时因患小儿麻痹导致下肢瘫痪。1962年,17岁的他随父母,作为知青,从上海来到淮安区淮城镇闸北村落户。为了不给家里增加负担,他自学修鞋手艺,并在老淮安城的镇淮楼路上,摆了一个修鞋摊,从此开始了46年的鞋匠生涯。这辆破旧的手摇车,是王建荣亲自设计的,如今这辆锈迹斑驳的“老伙计”,不仅是他的出门走路的“双腿”,更是他赖以生存的“饭碗”。
王建荣:有了它我就可以来回跑了。控制方向也可以控制动力。这就是我的工具箱,我所有摊位上需要用的东西,都摆在这上头。原来没有这个小屋的时候,我所有做的东西,都来回背,一天来回背四遍。这个摆东西的设计都是我自己设计的。这个车跟我很有感情了,我现在离了它不行,它现在就是我的动力,离了它我废人一个。
几十年的风霜岁月,几十年的修修补补,将王建荣的一双手变得粗糙,手指关节突起变形,一双因残疾而无法行走的腿,每逢刮风下雨,总是钻心地疼,但是老人那颗善良而火热的心,却见不得别人吃苦受困。2008年,汶川地震,看到电视上一幅幅灾后画面,他坐不住了,带着一张张零钱以及存折“凑”出来的4000块钱,赶到了当地的红十字会。当听说王建荣要捐出4000元时,工作人员深深地被眼前这位残疾老人感动了。
王建荣:人家很客气跟我讲,老爹你有什么事情?我说我想捐款,他一愣,你要捐多少啊?我就举4个手指头,别的话也没说,因为那块人很多。捐40啊?不。400啊?不。不是的。那你捐多少?我说捐4000,但是我跟你说开了,我不记名,不要你们宣传。不要登报纸,我就这三样条件。
“靠自己做慈善”,这意味着王建荣捐出的每一笔善款,都来自这一笔笔不起眼的修鞋钱。早上七八点开始修鞋,晚上五六点左右收工,一天最多修几十双鞋,一双鞋的“利润”只有块把钱。
王建荣:现在许多年轻人消费观念变了,都有钱了,要好看,稍微坏了一些就不要了,现在修鞋子的基本都是中年人、老年人。一天三十、二十也有,五六十、七八十也有,这个东西很难说,有时候有,有时候没有生意,一个月的话有一千几百块钱,还是弄得到的。平均三四十、四五十块钱一天还是有的。
汶川地震4000元、雅安地震2000元、鲁甸地震2000元、给村里特困户捐款捐物、长期资助贫困学子,累计帮扶特困学生100多人,王建荣用一针一线的微薄收入,在短短十四年间,累计捐款8万多元。老顾客王国梁老先生,与王建荣相识多年,谈起老友无私捐助的善举,老人家打心眼里感到敬佩。
顾客 王国梁:像现在给你弄一个鞋子,整个针线全部上的话,也不过才十来块钱,像我这个弄弄的话,他有时候都不收钱。有时候收个块把两块钱,但是他点点滴滴攒下来七八万,像一般人家,像他这样的生活困难的人家,也属于一笔巨款了。
将心比心 帮助别人快乐自己
王建荣老人捐出的每一分钱,都来自一笔笔不起眼的修鞋钱。修一双鞋的也就赚个块把钱。四十多年的修鞋生涯,王建荣也吃了不少苦。这一路,他也受到过社会各界的帮助。所以感同身受,当别人遇到困难的时候,老人总是愿意伸出援手。
这么多年,王建荣老人凑好钱了就会到当地的慈善总会捐款,一来一去之间,不断传递着爱心善举。而许多受资助的学生也早已把他当作了亲人。临近春节,老人资助过的大学生杨文婧,给他打来了视频电话。
临近春节,王建荣曾资助的大学生杨文婧,给王大爷打来了视频电话,向王大爷问好。
受资助的学生 杨文婧:爹爹好,现在天冷了,一定要注意保暖,保重身体。特别感谢爹爹之前对我的资助。
王建荣:你马上毕业了,走向社会了,有工作了,要更好地团结同志,去做自己力所能及的工作,看到有困难的人,你再去帮助别人,就是对爹爹最好的回报了。
六年前,在一次偶然的捐资助学活动中,杨文婧与王建荣大爷结缘,从她上高中起,老人每年固定给她资助2000元,作为学费和生活费。
受资助的学生 杨文婧:要毕业走上工作岗位的话,我也会继续像王爷爷学习,像王爷爷一样把这份爱传递下去,尽己所能地去帮助和我一样的家庭贫困的学子完成学业。
临近春节,王建荣早早赶到当地的慈善总会进行捐赠。五块、十块、一百块……他仔细数着自己劳动所得,将近一段时间积攒的五百元交给工作人员。
淮安市淮安区慈善总会工作人员 衡志慧:王大爷他每年都来,来了就是帮助一些贫困生,或者贫困家庭,人家需求的他都会来捐一点。他每次来的时候,钱都要放在他那个旧包里,那个旧包真的用了很多年了,每次来都是那个旧包,其实他的衣服穿得也很旧的,他真正是很节俭的一个人。
这些年,王建荣的爱心善举,被越来越多人知晓,越来越多热心公益的爱心人士,将涓涓细流汇聚成爱心星星之火。
淮安市淮安区慈善总会募捐部部长 张福淮:王大爷的爱心行动,感染了他身边的人,这种爱心的活动一个接一个,做慈善的人更多了。
最近天气寒冷,王建荣原先户外临时摊点,没有任何遮挡,刮风下雨不方便。了解到王大爷的实际困难,城管队员周学礼骑上电瓶车,带着老人走街串巷,寻找新的地点。经过一个多星期的寻找,最终给他在当地的一所中学门口,找到了一处合适的位置,安排了如今的这个爱心小铺。
淮安区城管执法大队大队长 周学礼:下一步我们把这个爱心小屋再提升一下,夏天给他屋里装个风扇,冬天有电了再给他弄个取暖器,我们一起把这个温暖传递下去。
傍晚五点半,路灯渐渐亮了起来,王建荣也结束了自己一天辛勤的工作,收拾收拾工具,骑上自己的手摇车,回到家中。
王建荣:这个事情我会永远地做下去,做到我自己不能赚钱了为止。我帮助了他人,但是我自己心情好,也可以这么说帮助别人快乐自己。
心中有光 朴素的生活也幸福
修一双鞋,几元钱。而王大爷却能在14年间累计捐款8万多元,算下来每年就是几千元。必须说的是,这笔钱,攒得不容易!这笔账里,有王大爷的勤劳,也有他的节省,更有他不求回报的爱心。
王大爷的手艺是修鞋,修好了鞋,穿鞋的人就更好走路。而王大爷的爱心,也让更多人,特别是更多孩子的人生路,走得更平坦、更温暖。
而在王大爷无私帮助其他人的时候,王大爷的身边,也有很多人在关注他、帮助他、加入他。
王大爷的日子,其实如果用物质来衡量,并不算大富大贵,但是,有养活自己的手艺、有相濡以沫的爱人,心中有温暖的光,这样的日子,就是幸福的。
(总台记者 杨滢 黄成 孙晓璐 周俊 韩磊 淮安台)
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