編者按:世界杯是足球盛宴,也可以是一堂堂妙趣橫生的科學課!在一同看過這麼多精彩賽事後,中央紀委國家監委網站今起推出“世界杯極簡科學課”,從科學的視角,轉動足球的黑白魔方,邀你一同走進美麗的科學世界。
今天的第一課,我們請來北京體育大學專門研究運動生物力學的專家李翰君副教授,一起來分析分析世界杯上的“力學弧線”。
進入淘汰賽的世界杯越發殘酷,幸虧還有那些留給我們的精彩進球:法國隊攻入阿根廷隊球門的世界波,巴西隊内馬爾一射一傳送走墨西哥人……特别是已經告别世界杯的C羅堪稱教科書式的任意球征服了全世界球迷。這些世界波蘊含着什麼科學道理?
近日,一段關于C羅任意球破門科學原理的短視頻引起網民熱議。在小組賽對戰西班牙隊的比賽中,C羅上演帽子戲法,尤其是87分鐘,面對門将和人牆的雙重防禦,他踢出了一粒經典任意球——香蕉球(小編注釋:所謂香蕉球,就是指球在空中飛行時的軌迹,是一道類似香蕉形狀的弧線)。那麼這樣的香蕉球究竟是怎麼踢出來的呢?在李翰君副教授看來,秘訣就在于馬格努斯效應。
運動員一腳将球向右送上空中,同時使球自行旋轉。球的飛行方向與相對于球的氣流方向相反,氣流從足球兩邊流過,減慢了它的速度。
在球的右側,氣流與球旋轉方向相反,氣流速度變小,增強了壓力;而在球的左側,氣流與球的旋轉方向相同,氣流速度變大,減小了壓力。這壓力差使球往左側旋轉。假如球沒有自轉,球就會沿着運動員用力的方向直線飛出。
這一現象就被稱作“馬格努斯效應”,以發現者馬格努斯命名,流體力學當中的現象,是一個在流體中轉動的物體受到的力。同樣的物理原理造就了另一種看似不可能的進球——角球。
為了讓大家更加直觀的明白這個道理,我們不妨一起做個試驗。拿一張小紙條,用手指壓在下嘴唇上,平穩吹氣,下垂的紙條就會飄起來。
由于我們吹起,上面氣流速度越快,減小了紙條上方壓力,而下面的壓力并沒有變化。在壓力差的作用下,紙條就飄了起來。氣流速度越快,壓力越小,紙條飄起來的越高。
“力,形之所以奮也”,中國古代哲學著作《墨經》裡這句名言,說的就是“動力是使物體運動的原因”。在現實比賽中我們應該如何“用力”讓球旋轉呢?如果是在球門右側發角球,可用右腳背内側削踢。腳背内側部位擊球的後中部,擺腿的方向不通過球心,沿着弧線前擺,在擊球瞬間,踝關節用力内轉,使球側旋沿弧線運行。用左腳踢則用腳背外側。
踢旋轉球時,削球太“薄”,出球乏力。削球太“厚”,球的旋轉速度小,運動的弧線也小。隻有踢出有一定速度和一定弧度的“香蕉球”,才能對防守方構成威脅。因此,對運動員腿部力量有很高的要求。當然,有風時,球員還要考慮到風向、風力對馬格努斯效應是加強還是減弱。
明白了嗎?要想足球踢得好,科學知識少不了!
C羅已經告别了本屆世界杯,他身上那種堅韌的精神和負重前行的力量,鼓舞着每一個熱愛足球運動的人。我們喜歡一個球星時,也别忘了,他們成為球星,真的是有科學道理的!(中央紀委國家監委網站 張祎鑫/文 王婵/圖)
,更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!