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
米糠、麦麸重回餐桌 你吃不吃?******
米糠、麦麸重回餐桌 你吃不吃?
专家:饮食健康的一种选择,但不能当饭吃
春节假期刚过,当不少人还沉浸在大鱼大肉的氛围中时,近日,一则“卫健委传来好消息,米糠、麦麸有望重回百姓餐桌”的文章引起网友议论,该文称,米糠中有大量的膳食纤维和营养物质,比精米、白面营养更丰富,并且还引用了国家卫健委针对人大代表提出的《关于促进米糠回归人类食用提升国民营养的建议》的相关答复。
米糠对于当代人来说可能比较陌生,这种东西能吃吗?营养吗?对于米糠回归食用的建议,成都市第七人民医院营养科主治医师梁清月表示,目前,“吃糠咽菜”再也不是生活所迫,而不失为饮食健康的一种选择。
无害化米糠
将被列入“食药两用名单”
前述网传文章称,米糠、麦麸中含有大量的膳食纤维和营养物质,不仅比精米、白面营养更丰富,同时还能避免很多因饮食过于精细而引发的“富贵病”,此外,米糠还有很大的药用价值。
记者查询得知,此事起源于1月19日国家卫健委对于人大代表提出的《关于促进米糠回归人类食用提升国民营养的建议》的一则答复,该答复表示:目前,米糠主要用于生产饲料,作为粮食原料主要用于生产米糠油。近年来,国家卫健委积极推动食物营养健康产业发展。发展米糠产业,挖掘米糠营养价值,有利于促进粮食减损增效和国民营养健康。
针对“支持米糠安全食用产业发展”等建议,国家卫健委在答复中回应:支持米糠安全食用产业发展,引导相关企业综合利用碎米、米糠、稻壳、麦麸等副产物,开发米粉、米线、米糠油等食品或食品配料;建立米糠无害化评价体系,完善相关食用安全标准;将无害化米糠(即食米糠或食用米糠)列入“食药两用名单”和《药典》……
“吃糠咽菜”不可能
单独作为主食供人食用
米糠就是稻子或谷子上脱下来的皮。成都市第七人民医院营养科主治医师梁清月表示,米糠富含粗蛋白质、粗脂肪、维生素E等营养物质,但按照当前的食品安全法规,米糠不属于普通食品原料,是不可以添加到食品中给人吃的。
不仅如此,米糠也不可能单独作为主食供人食用,因为它难以下咽、难以消化。“米糠要成为食品原料,只能走深加工和少量添加的路线,在一定程度上补充当代人因为吃大量精米白面而缺失的营养。”
日常吃的精米、白面,都属于精制碳水,主体成分是淀粉,仅含有少量蛋白质。梁清月表示,国内外的研究结果和资料表明,米糠中富含各种营养素和生理活性物质,如蛋白质、脂肪酸、维生素、膳食纤维等,这些营养成分恰恰是人体所必需的,正是当代人饮食结构中相对缺乏的,这就是吃粗粮的意义所在。老百姓常说“吃米带点糠,老小都安康”,就体现了米糠的药用价值。《黄帝内经·素问》中有“五谷为养”的论述,五谷指的就是带有糠的谷物。
针对部分网友对米糠上桌持怀疑态度,梁清月认为,随着人们生活水平不断提高,“吃糠咽菜”再也不是生活所迫,而是饮食健康的一种选择。很多人印象中,米糠就是用来喂牲畜的饲料,而用现代碾制技术生产出来的食用级米糠,富含各种营养素和生理活性物质,约占米糠总重量的80%、营养的90%以上,具有促进血液循环、预防心血管疾病、帮助降低血脂等功效。
成都商报-红星新闻记者 叶燕 闫晓峰
(文图:赵筱尘 巫邓炎)