足球場上的電梯球為什么越來越少?
去年的這個時候,我憑借巧妙的腳法(摔屁股蹲)……我憑借巧妙的腳法,踢出了精彩絕倫的香蕉球。如今歐洲杯激戰(zhàn)正酣,我決定再秀一技電梯球 。
所謂電梯球,指的是足球飛著飛著突然改變軌跡下落,如同下墜的電梯,以迅雷不及掩耳之勢掉進(jìn)球門。它的原理和香蕉球、落葉球不同,電梯球不需要旋轉(zhuǎn),不再是馬格努斯效應(yīng)。
那電梯球是怎么發(fā)生的,球為何突然下落呢?且看我的分析:足球被踢出后,若只受重力,運動軌跡是最經(jīng)典的拋物線。這是初中知識。

在此基礎(chǔ)上,加上一個恒定的空氣阻力,運動軌跡是一條接近拋物線的曲線。這是高中知識。

上大學(xué)后,你知道空氣阻力不是恒定的,而是隨速度變化,f=Cd*1/2ρAv^2。此時運動軌跡將是另一條復(fù)雜曲線。

如今,你研究生畢業(yè)了,知道了連這公式中的阻力系數(shù)居然也不是固定值。速度低時,阻力系數(shù)較大,當(dāng)速度大到一定值,突然斷崖式驟降,然后穩(wěn)定在一個較小的值。球的飛行過程,逐漸減速,到達(dá)突變的速度區(qū)間,阻力系數(shù)就突然增加,就造就了突然下墜的電梯球。

阻力系數(shù)突變,江湖稱:阻力危機(jī)。那么這一段,究竟發(fā)生了什么?

球在前行中這一速度區(qū)間內(nèi),它周圍的空氣形成的流場是這樣的,球后方是尾流低壓區(qū),這就有了前后壓差,球受的阻力主要就是這個壓差阻力(而不是摩擦阻力)。

而到達(dá)阻力危機(jī)的速度時,由于稍微有點復(fù)雜的邊界層內(nèi)層流到湍流的轉(zhuǎn)捩,局部速度差減小,分離點延后,導(dǎo)致流場形態(tài)發(fā)生改變,尾流低壓區(qū)減小,壓差就減小了,阻力系數(shù)便驟降。

且球越光滑,到湍流的轉(zhuǎn)捩越難發(fā)生,阻力危機(jī)對應(yīng)的速度就越大,一般足球,阻力危機(jī)發(fā)生在約10-20m/s的區(qū)間。所以只要出腳速度大于20,就有望讓其飛行中經(jīng)歷阻力危機(jī),踢出電梯球。比如C朦出腳速度就能達(dá)到30m/s。

但足球一直以路徑更可預(yù)測,傳球更加穩(wěn)定的理念不斷優(yōu)化設(shè)計,傳統(tǒng)足球,由32塊皮拼接而成。2006年世界杯用球,皮減少到了14塊,2010年減少到8塊,2014年減小到6塊,并且拼合方式逐漸由縫合變成了熱粘合,這些變化都讓足球整體越來越光滑,發(fā)生阻力危機(jī)需要的速度就越來越大。

比如純光球,阻力危機(jī)發(fā)生的速度區(qū)間達(dá)到25-30m/s,而且這是飛到球門附近需要的速度,那對應(yīng)的出腳速度還不得40 m/s,C朦等大神也很難做到了。

這要是以前,電梯球一腳一個,你瞅現(xiàn)在把球給改的,都踢不出來了,嘖嘖嘖。但是,今年歐洲杯,我觀察了一下,這球是20塊皮拼接而成,并且表面還有小凸起。這顯然增加了表面粗糙度,降低了阻力危機(jī)發(fā)生的速度,是有利于踢出電梯球的。


本期就到這啦,下期見!
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