克里斯蒂亞諾.羅納爾多,流體力學專家_克里斯蒂亞諾羅納爾多

　　C羅 年齡:26歲 效力俱樂部:皇家馬德里 場上位置:前鋒/邊鋒 　　 　　最近YouTube上有一則足球廣告片異�；鸨�,不到兩個星期時間超過一千萬人觀看。片尾,克里斯蒂亞諾•羅納爾多(以下簡稱C羅)站在足球面前,后退五步,兩腿開立,深呼吸,然后踢向皮球……他會改寫歷史嗎?
　　C羅的任意球和貝克漢姆的“圓月彎刀”一樣名動天下,但這個葡萄牙天才并不是世界杯上射門最有力量的球員,確切地說,他更像一個流體力學專家。
　　英國拉夫堡大學(Loughborough)的運動物理學家安迪•哈蘭德(Andy Harland)對C羅的球技贊不絕口,他指出了C羅任意球中最大的秘密――不是依靠力量,而是掌握了物理定律。
　　該大學的體育科技研究所做了一系列實驗,結果顯示現(xiàn)代足球在踢出后,短時間內會喪失30%至40%的速度。因此,最好的射手都著眼于如何讓射門盡量不減速,C羅正是通過特有的方式鶴立雞群。
　　天空體育的數(shù)字回放系統(tǒng)(從以色列的導彈科技中研發(fā)而成)準確記錄了C羅的擊球速度――103.3公里/時。據哈蘭德博士說,目前,人類踢球的最快速度在130公里/時到145公里/時。
　　每分每秒,在空氣中運行的足球都會因為阻力而減速,因此球員在足球上施加的旋轉越多,踢出的球損失的速度越多。而C羅在踢任意球時,是在盡可能地去減少過多的旋轉。這樣射出的球速不是最快,卻可以讓球飛得更遠。
　　曾在1997年四國賽踢出史上最牛任意球的前巴西國腳羅伯特•卡洛斯分析說:“C羅主罰任意球的秘密就在于他在踢球的時候,是踢皮球的下端的�？瓷先ゾ拖裉叩讲萜荷弦粯�,這樣踢皮球就有明顯的拋物線,在前進的過程中有從上到下的突然性�！�
　　C羅很清楚最重要的并不是讓球以最快速度飛行,而是要拿捏好皮球部位。他在主罰定位球時,先要測量步子,然后后退五或六步,兩腿分立,保持身體前傾,助跑,支撐腳靠近球,用右腳的內腳背踢向皮球下端。當腳接觸到球后,從中部向右側摩擦。
　　這種踢球與貝克漢姆恰恰相反,因為小貝罰球的時候身體是先后傾的。貝克漢姆的訣竅是改變飛行中足球的自轉軸。他的身體通過極度夸張的傾斜,從而在擊球時產生改變自轉軸的沖擊力,這樣做的結果是球會急速轉彎并上下漂浮,彌補了速度的損失。
　　從流體力學的角度看,無論C羅、貝克漢姆還是羅伯特•卡洛斯,都合理地運用了伯努利原理(Bernoulli’s principle)和馬格努斯效應(Magnus effect)。
　　因為C羅踢的不是球的中心,因此球在空氣中前進的同時保持一定旋轉。這時,一方面空氣迎著球向后流動,另一方面,由于空氣與球之間的摩擦,球周圍的空氣又會被帶著一起旋轉。當球下側空氣的流動速度加快,而上側空氣的流動速度減慢,它們對球所產生的壓強也不一樣,皮球上部高壓,從而使球受向下的力,于是飛過人墻的皮球在看似要飛出門框范圍外時開始急速下降。
　　馬格努斯效應經常欺負門將,讓球迷覺得不可思議。一些門將抱怨,現(xiàn)代足球越來越輕,因此運行中會產生難以預測的軌跡。對此哈蘭德博士指出,每屆杯賽都有球員拋出這個言論,但FIFA對這些球的密度都有嚴格規(guī)定,變化很小。在拉夫堡大學的實驗室,1970年的手縫皮球、2006年的世界杯用球“團隊之星”和本屆世界杯的“普天同慶”,測得的速度相差不到2公里/時。
　　最近,科學家又利用影像分析法對射門動作和皮球進行了研究。主要是研究球的飛行軌跡、速度以及單位時間內的旋轉次數(shù)。另外一方面,科學家還在風洞里復制足球環(huán)境,用流體力學的方式對足球進行研究。
　　去年底歐冠聯(lián)賽中C羅在對馬賽的比賽中打入的任意球進球,就被西班牙生物力學專家進行了深入的研究。當時C羅射門位置距離球門有35米,皮球離開C羅的右腳時有25度的角度,皮球因此是繞著傾斜的軸心旋轉的,速度為100公里/時。到了人墻前,皮球開始下降,但仍然高達2.53米,因此越過人墻沒有問題。過了人墻,因為馬格努斯效應的作用,皮球下降速度明顯加快,這與西班牙網球高手納達爾的擊球很相似,網球過網的時候比其他球員都高,但卻總能及時地落在場內。
　　C羅踢出的皮球,在1.44秒之后就來到了對方球門,皮球因為被馬賽門將碰到而稍稍升高,入網時距離地面為1.88米。球的平均速度為87公里/時,由于馬格努斯效應,運行軌跡偏離了原先的軌跡3米。如果是在真空環(huán)境中,這個皮球不可能入網,因為在真空環(huán)境中,皮球按照原先的方向以拋物線的方式前進,皮球到球門位置時,肯定高出橫梁。
　　哈蘭德博士強調,南非世界杯還有一個不可忽視的因素,就是海拔高度不等。在空氣稀薄的高海拔球場,球速可能會快5%。研究表明,在海平面的開普敦,一個時速120公里的任意球到了約翰內斯堡就將變?yōu)?26公里/時。我們馬上就可以看到,C羅的任意球會不會放高射炮了。(文_麥田捕手)
　　
　　場上還有哪些足球物理學家?
　　德羅巴(科特迪瓦)
　　32歲的德羅巴將馬格努斯效應運用得越來越好,在剛結束的英國足總杯決賽,他就憑借一腳旋轉不強但下墜極快的直接任意球攻破英格蘭國門詹姆斯的十指關。有意思的是,他和C羅將在小組賽一較高下。
　　斯內德(荷蘭)
　　斯內德是國際米蘭獲得三冠王的最大功臣之一,他的任意球可以從更遠的距離發(fā)炮,而且威力驚人。本賽季,在國米主場4比3逆轉錫耶納的比賽中,斯內德進了兩個直接任意球。但在荷蘭隊中,他只能與另一個任意球高手范佩西平分主罰定位球的機會。
　　皮爾洛(意大利)
　　皮爾洛瀟灑的“電梯球”正是馬格努斯效應的體現(xiàn)。作為意大利的第一任意球手,他踢出的球很少有大弧度,從俯視看幾乎是直線。但他的球經常上下漂移,且下墜奇快,讓門將措手不及。在去年歐冠小組賽射殺皇馬的遠射堪稱經典。
　　中村俊輔(日本)
　　左腳的中村是日本的中場核心,他的任意球兼具落葉球和香蕉球的特點,但球速更快。代表作是2007年凱爾特人對曼聯(lián)的歐冠賽事中,任意球破門1比0擊敗曼聯(lián)。
　　世界杯用球 “JABULANI”(普天同慶)
　　本屆世界杯用球堪稱“史上最圓”。據拉夫堡大學的研發(fā)團隊介紹,每個球都會經過“長期圓度測試”,被一臺自動機器以50公里/時速度踢向一塊鋼板,重復2000次,仍能保持那么圓的球才能夠出現(xiàn)在賽場上。
　　拉夫堡大學的科學家發(fā)現(xiàn)用較少皮塊制成的足球更加結實,同時發(fā)現(xiàn)表皮上如果有更多凹槽,會在空中運行得更加穩(wěn)定,所以“JABULANI”的表皮上有一些小凸紋,防止在沾水之后變得太滑。制作足球所用的八塊表皮在高溫下被粘在一起,所以沒有手縫線的接縫,這種技術被稱為“熱熔”,表皮上面還要涂上一層塑料涂層以便使球具有防水功能。
　　據介紹,這種球比10多年前的世界杯比賽用球在飛行中穩(wěn)定性高出30%。但備戰(zhàn)的各隊門將卻不買賬,紛紛稱其為“災難”。西班牙國門卡西利亞斯在熱身賽丟了兩個莫名其妙的球,抱怨道,“這個球有點像是一個沙灘排球,輕而且飄忽,十分難控制。我并不是唯一一個對其不滿的,場上還有許多球員都有同感�！�

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