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不懂“馬格努斯效應”,在世界杯踢不出超帥的“香蕉球”

作者:油氣話壇

#足球話題發明家#

不懂“馬格努斯效應”,在世界杯踢不出超帥的“香蕉球”

又到了四年一度的世界杯,欣賞運動員的各種絕技,如常看到足球運動員在踢角球時會采用一種發球方式——旋轉發球,這種發球方式可以讓足球在到達球門區時彎角入門,球的運動軌迹類似香蕉,是以一般稱作“香蕉球”。并不是用香蕉做的足球,不能吃的。

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這種飛行軌迹的足球會突然拐彎讓在場球員,特别是守門員根本來不及反應。這個史上最漂亮,最具标志性和最違反實體學定律的任意球,被叫作“香蕉球”。法國實體學家對此研究了數年,終于用“馬格努斯效應”解釋了這個問題。這種運動軌迹是流體力學中的一種效應,名為“馬格努斯效應”。

1、什麼是馬格努斯效應

馬格努斯當初研究對象是為什麼旋轉的殼體和子彈會偏向一側。事實上,足球的弧形球也是這個原理,來看下圖,圖中足球是旋轉的,旋轉軸與空氣流場的流動方向垂直。因為球有旋轉,是以球的不同部分相對空氣的速度是不一樣的,有的地方快一點,有的地方慢一點。根據伯努利原理,在快的一側将引起負壓力。在慢的一側效果相反。這樣,力就不平衡了,進而球就飛偏斜。通常稱飛行中球的這種橫向偏轉為“馬格努斯效應”。

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在空氣中飛行的旋轉球上受到的力通常分為兩種:升力和阻力。升力是對應馬格努斯效應的向上或向側的力。阻力的作用方向與球的運動方向相反。

靠近球表面的邊界層沿旋轉方向被拉動,導緻該側的空氣延遲分離。而球的另一側,旋轉導緻空氣更早的分離。這樣就産生一種力,将球推向低壓區域(空氣從高壓到低壓),即馬格努斯力。

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根據實體公式,距離越遠,速度越慢,球偏離角度也就越大。是以,我們能看到在香蕉球運作的末尾時刻,會發生更劇烈的偏轉,給守門員一個巨大的“驚吓”。

2、踢出“香蕉球”的要領

踢出香蕉球的弧線的關鍵在于,落腳點在偏離球心的位置,偏離球心的幅度越大,球的轉速越快。有研究人員稱,優秀的任意球球員會使球的旋轉軸傾斜角度大于側旋,讓馬格努斯力傾斜向下發揮作用,進而踢出“球速快、大幅彎曲的同時又急劇下沉的”球路。

是以對球員的腳法和球商都有很高的要求。貝克漢姆用右腳的内側,踢球時要保障腳與球有比較長的接觸時間,形成強烈的摩擦,進而使球劇烈旋轉,同時要給予球足夠的沖力,使它有足夠的速度飛向對方的球門。而卡洛斯則是用左腳的外腳背,其原理是相同的,但足球旋轉和偏離的方向則相反。

不懂“馬格努斯效應”,在世界杯踢不出超帥的“香蕉球”

馬格努斯效應是流體力學當中的現象,是一個在流體中轉動的物體(如圓柱體)受到的力。馬格努斯效應在球類運動項目中非常普遍。

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