2016年里約奧運(yùn)會(huì)舉辦的如火如荼,里約熱內(nèi)盧是奧運(yùn)史上首個(gè)主辦奧運(yùn)會(huì)的南美洲城市。即便如此,前些天媒體還在吐槽主辦方準(zhǔn)備得如何不充分,比賽場(chǎng)館建設(shè)滯后嚴(yán)重,奧運(yùn)村條件簡(jiǎn)陋,水上項(xiàng)目遭遇垃圾水域,甚至由于拖欠警察工資導(dǎo)致各種搶劫和槍擊事件的發(fā)生等等。
以至于大家都在說(shuō),此次奧運(yùn)會(huì)可能是最差的一屆。
不過(guò)開幕式的精彩,為里約挽回了不少面子,很多觀眾已經(jīng)開始黑轉(zhuǎn)粉。
那么,我們今天說(shuō)的將是里約舉辦奧運(yùn)會(huì)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)——踢弧線球更加容易!
眾所周知,在巴西,足球的地位超越了運(yùn)動(dòng),它是宗教,是一份信仰。這里走出來(lái)的球星不計(jì)其數(shù),里面也包含了非常多的弧線球高手,那么有沒(méi)有想過(guò)他們可能占了地利的優(yōu)勢(shì)?!
巴西里約熱內(nèi)盧的海拔是2.3米,相對(duì)來(lái)說(shuō),我國(guó)西藏的平均海拔4000米,其中拉薩3650米。在這樣的條件下,拉薩的空氣密度僅相當(dāng)于里約的70%左右。所以人們到了高原會(huì)出現(xiàn)頭暈等癥狀,正是氧氣吸入量不夠?qū)е碌摹?
但是,這與弧線球有什么關(guān)系呢?我們得從弧線球產(chǎn)生的原因說(shuō)起。
弧線球又稱“香蕉球”,是指足球運(yùn)動(dòng)員運(yùn)用腳法,踢出球后使球在空中向前作弧線運(yùn)行的踢球技術(shù)。一般用于任意球時(shí),利用球的弧線運(yùn)行,繞過(guò)人墻直接破門得分。
世界足球先生梅西的弧線球
巴西球星卡洛斯超高速弧線球
弧線球示意圖
弧線球是如何在空中拐彎的呢?
主要是伯努利原理在起作用,簡(jiǎn)單說(shuō)就是“氣流速度快的地方壓強(qiáng)小,氣流速度慢的地方壓強(qiáng)大。”
如圖,當(dāng)足球在空中一邊飛行一邊旋轉(zhuǎn)的時(shí)候,其一側(cè)空氣轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度和球的前進(jìn)速度疊加,使得迎面氣流相對(duì)速度增加;而另一側(cè)情況恰恰相反,自轉(zhuǎn)線速度和前進(jìn)速度部分抵消,氣流相對(duì)速度被削弱,從而使球的兩側(cè)氣流相對(duì)球的速度不同。根據(jù)伯努利原理,空氣流速度大的一側(cè)會(huì)形成一個(gè)低壓區(qū)域,而另一側(cè)則形成高壓區(qū)域。足球兩側(cè)壓力差的結(jié)果就導(dǎo)致,球受一個(gè)從高壓區(qū)指向低壓區(qū)的合力作用,這個(gè)合力使球偏離原直線運(yùn)動(dòng)方向。
“說(shuō)的是什么啊,我也沒(méi)看懂啊!”
那么我們說(shuō)簡(jiǎn)單一點(diǎn),設(shè)想一下,有個(gè)小朋友跟著一個(gè)超級(jí)大的足球一起向前運(yùn)動(dòng),當(dāng)球體本身不轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候,他無(wú)論在左側(cè)還是右側(cè),都會(huì)受到同樣迎面而來(lái)的空氣流拂面。而當(dāng)球體本身開始高速旋轉(zhuǎn)時(shí),在右側(cè)的他會(huì)發(fā)現(xiàn)足球轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的風(fēng)力能夠部分抵消之前的拂面氣流;而在左側(cè)時(shí),他將同時(shí)受到拂面氣流和足球轉(zhuǎn)動(dòng)所帶動(dòng)的風(fēng)力兩者的疊加作用。這就是為什么足球在旋轉(zhuǎn)時(shí),兩側(cè)流體速度不同,進(jìn)而最終導(dǎo)致了上文提到的壓力差,使足球按照弧線飛行。
綜上所述,踢出弧線球的秘訣主要在于球的旋轉(zhuǎn),球旋轉(zhuǎn)的越快,兩邊的空氣壓力差越大,球的弧線也越明顯。同時(shí),由于里約的空氣密度大于拉薩的密度,那么在同樣旋轉(zhuǎn)速度的情況下,里約的足球?qū)⒂龅奖壤_更多的空氣,受到的壓力差也越大,所以就會(huì)飛出更大的弧度。也就是說(shuō),里約的足球高手,想在拉薩也踢出高水平的弧線球,難度要大很多!
2014年,阿根廷1-6輸給玻利維亞,梅西在海拔3630米的高原球場(chǎng)也很難靠超級(jí)弧線球取勝。
為什么體育運(yùn)動(dòng)中大多數(shù)的球都不是純圓的呢?
從歷史的角度看,很多球類在發(fā)明的時(shí)候,都是以皮革內(nèi)部填充羽毛制成的,所以本來(lái)就不光滑。后來(lái)隨著技術(shù)的發(fā)展,可以使用橡膠或塑膠來(lái)代替皮革制成光滑純圓的球體了。但是,人們發(fā)現(xiàn),在使用純圓的球進(jìn)行比賽時(shí),球飛行的速度和距離都比以前大大降低了!
這是為什么呢?
下圖顯示的是光滑的球體和粗糙表面的高爾夫球在空中飛行時(shí)的空氣流動(dòng)軌跡,球體后端的小圓點(diǎn)所在區(qū)域,就是飛行時(shí)的阻力區(qū)。阻力區(qū)面積越大,飛行時(shí)受到的阻力就越大。所以,在球快速飛行時(shí),表面粗糙一些,反而受到的阻力會(huì)減小。
光滑球體的流線軌跡
粗糙球體的流線軌跡
“小編,你確定嗎?不是應(yīng)該表面越光滑,阻力越小嗎?”
其實(shí)球在高速飛行時(shí),球附近的空氣分子會(huì)貼著球走一段后,再脫離球面,這種現(xiàn)象叫邊界層分離。邊界層分離越早,球所受到的阻力就越大。當(dāng)球表面粗糙的時(shí)候,會(huì)在粗糙的位置產(chǎn)生一些小的漩渦,這些漩渦可以吸引附近的空氣分子,所以會(huì)讓邊界層分離推后,阻力就變小了。所以,“粗糙”的球體要比“純圓”的球體阻力更小,飛得更快更遠(yuǎn)。對(duì)于光滑的高爾夫球,一桿最多飛行數(shù)十米,而粗糙的高爾夫球一桿可以飛行二百多米。
同時(shí),“粗糙”的表面還可以造成不平衡的“飄忽晃動(dòng)”,足球中的“電梯球”,排球中的“飄球”,棒球中的“指叉球”等等,都是利用了這種不平衡,具有極佳的觀賞性。
“小編啊,你是不是漏掉了乒乓球啊?!乒乓球就是純圓的啊!”
沒(méi)錯(cuò),可能由于乒乓球本身已經(jīng)夠快了,畢竟雙方離得太近了,如果做成粗糙表面,速度再快的話可能就只有中國(guó)人能玩了。
在里約,弧線球和女足更配!
圖文簡(jiǎn)介
誰(shuí)也贏不了的的乒乓球在里約依舊強(qiáng)勢(shì),誰(shuí)也贏不了的中國(guó)男足……不過(guò),我……
- 來(lái)源: 移動(dòng)端科普融合創(chuàng)作
- 上傳時(shí)間:2016-08-12