揭秘“圆月弯刀”
2020-09-10唐卫
唐卫
足球明星贝克汉姆能在足球比赛中踢出一个又一个难度极高的“香蕉球”——足球在空中划出一条美妙的弧线,直奔球门死角,飞进网窝。贝克汉姆的这一绝技被足球评论员誉为贝氏“圆月弯刀”。
“香蕉球”也称弧旋球、弧线球,是足球运动中的技术名词,指运动员运用脚法,使球踢出后在空中向前作弧线运行的踢球技术。“香蕉球”常用于攻方在对方禁区附近获得直接任意球时,利用其弧线运行状态,避开人墙直接射门得分。
英国某大学体育运动中心的大卫·詹姆士博士在研究这种踢球技术的科学原理时说,空气动力学和马格纳斯效应是帮助贝克汉姆踢好“香蕉球”的关键。所谓马格纳斯效应,是指流体(液体或气体)中的旋转圆柱体或球体相对于流体运动时,会在旋转体上产生一个侧向力F(如图所示)。
在足球比赛中,以右脚球员为例,主罚直接任意球的时候用右脚内侧向侧前方踢球,足球向球门方向运动(下文以球门方向为前),同时由于脚内侧的摩擦,足球会产生逆时针方向的旋转(俯视),由于空气具有一定的黏滞性,因此当球转动时,空气就与球面发生摩擦,旋转着的球就带动周围的空气层一起同向转动,足球周围也将产生和足球旋转方向一致的气流。又由于足球同时向前运动,在足球向前飞行过程中空气气流相对于足球是向后的。这样,在足球的左侧,旋转产生的气流和飞行中的相对气流的方向相同,使该侧气流流速变快;在足球的右侧,旋转产生的气流和飞行中的相对气流的方向相反,使该侧气流流速变慢。根据“流体压强与流速的关系”可知,流速较大一侧的压强比流速较小一侧的压强小,所以足球左方的压强小于足球右方的压强。由于足球所受空气压力左右不等,合力向左,所以足球在运行过程中就产生了向左的侧移,即产生弧线,这就是“香蕉球”产生的原因。而且球员触球部位的不同使足球不仅可以侧旋,还可以产生上旋、下旋等不同的旋转,从而使足球在飞行中产生“额外的”侧移、上飘和下沉。这样就达到了迷惑防守方的目的。
其实,在排球、乒乓球比赛中也会用到类似的“香蕉球”,使球的运动轨迹多变,造成接球方接球失误而丢分。
【过关练习】
1. “香蕉球”踢出后,边旋转边前进,在旋转方向与足球前进方向相同的一侧,空气相对于足球的流速比另一侧 (选填“大”或“小”),由于足球两侧空气的流速不等,两侧存在 差,最终导致足球沿弧线飞行。
2. “香蕉球”又称“弧線球”,指运动员的脚踢在足球的恰当位置,足球在空中向前并作弧线运行的踢球技术。从力的三要素分析这里的“恰当的位置”,是指力的( )。
A.大小 B.方向 C.作用点 D.以上都是
答案:1. 小 压强 2. C