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足球比赛中的科学小知识揭秘 足球场上的香蕉球

足球比赛中的科学小知识揭秘 足球场上的香蕉球

如果您经常观看足球比赛,一定见过罚前场直接任意球。这时候,通常是防守方五六个球员在球门前组成一道“人墙”,挡住进球路线;进攻方的主罚队员,起脚一记劲射,球绕过了“人墙”,眼看要偏离球门飞出,却又沿弧线拐个弯来直入球门,让守门员措手不及,眼睁睁地看着球进了大门。这就是颇为神奇的“香蕉球”。

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足球比赛中的科学小知识揭秘 足球场上的香蕉球

来源:265网络社区

那幺,为什幺足球会在空中沿弧线飞行呢?您能作出合理的解释吗?


主罚球员突然一记猛射,足球绕过“人墙”,眼看就要偏离球门却又转过弯来直奔死角。能踢出这种路线是弧形的“香蕉球”的球员可没有魔法,而是通过不断练习,以流体力学的原理让对方守门员望球兴叹。

“香蕉球”为什幺能以弧线飞行?以右脚球员为例,当球员用右脚内侧“搓”球时,由于与脚内侧的摩擦,足球在向球门方向运动时会产生逆时针方向的旋转。当球转动时,空气就与球面发生摩擦,在球周围产生与球旋转方向一致的气流。

由于足球向球门方向运动,旋转方向为逆时针(右脚搓球),而球左侧摩擦产生的气流的流动方向与飞行中迎面遇到的气流方向相同,因此球左侧的空气流动速度较快。与此同时,球右侧的这两股气流的方向相反,所以球右侧气流速度较慢。

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快速旋转的足球在飞行过程中周围的气流分布示意图

流体力学中的伯努利原理认为,在流水或气流里,如果流速慢,对旁侧的压力就大,如果流速快,对旁侧的压力就小。依据这一原理,右脚内侧搓起的“香蕉球”在飞行时会感受到一个横向的压力差,形成横向作用力(即马格努斯力),使原本向右飞行的球逐渐向左偏转。反之用左脚内侧搓起的“香蕉球”则先向左飞再向右偏转。

了解了基本原理,球员在练习“香蕉球”时该考虑什幺因素呢?除去风向、风速和气压等外界因素的影响,就球员本身来说,球与落点之间的距离、出球的作用力、脚与球的接触时间、出球作用力方向和球心连线的夹角等都会对“香蕉球”飞行时的横向作用力产生影响。

一般来说,球员的出球角度都是比较固定的,但由于球在飞行过程中还要受到空气阻力的影响,球员必须大力将球以很快的初速度踢出。例如,足球在空中飞行的平均速度通常在每秒25米左右,而“香蕉球”高手却能以每秒35米的速度将球踢出。

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作者:罗筑华、刘剑锋

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