谁能从物理学的角度解释下香蕉球是怎么踢出来的喜欢足球的人都知道“香蕉球”。为什么踢出的球会在空中产生形似香蕉的弧线呢?让我用物理...
谁能从物理学的角度解释下香蕉球是怎么踢出来的
喜欢足球的人都知道“香蕉球”。为什么踢出的球会在空中产生形似香蕉的弧线呢?让我用物理公式告诉你原理。
一。旋转的魅力踢球两个因素:一个就是空气阻力对球的运动轨迹的影响;另外一个影响的就是你踢出去的角度香蕉球的原理:球本身的转动是沿顺时针的方向,那么球偏转的一个解释就是,空气脱离开球在上面会晚一点,下面会早一点,所以整个流动会向下面倾斜,那么从平面来看就是向右面偏斜,我们刚才介绍了香蕉球的物理原理。踢旋转球的一个最重要的关键:就是要和球有一个比较长时间的接触,然后使得球随着脚发生一个转动,在球出发之前。
二。马格努斯定律 伯努利原理:就是说如果一个气流它的运动速度快的话,它的压强就比较小,如果速度慢的话压强比较大。马格努斯效应:实际上如果向右旋转的话,它的旋转的矢量方向是向下的,速度的矢量方向是向前的,所以如果这两个矢量叉乘的话,那么按照右手法则,就会有一个向右附加的力,这个就是马格努斯定律:流体力学当中的现象,是一个在流体中转动的物体(如圆柱体)受到的力。如图
三。旋转的速度,你如果想实现把球踢到L这么远的距离,偏转D这样一个宽度,你所需要的旋转的速度,旋转的频率,我们看到在公式里面,分子上一个V,V就是球向前运动的速度,D我们说了就是它偏转的距离,这个l是相当于球的质量,实际上它的意思是一个长度,一个圆筒跟球的直径一样,那么在这个圆筒里面,空气的质量等于球的质量,这个长度就叫小写l,那么实际上它代表的就是球的质量,下面这个Cs是空气的阻力,一个系数,a是球的半径,L是我们球要踢到的那个位置的距离,就是你有一个设定的距离,你要偏转D这样一个偏转的程度,你需要的转动频率就由这个公式来决定的,我们可以看到,球运动速度越快,你需要的频率越大,你走的距离越远,因为L在分母,需要的频率就越小。
这个Φ,从图上可以看出来,这个就是你踢球的方向和到最后球运行的方向形成的一个夹角,也就是偏转的程度,我们看到这个Φ是反比于V,反比于速度的,也就是速度越小的时候,这个偏转越厉害,所以我们可以经常看到这样的例子,就是你看香蕉球踢出去的前一段,似乎是直线运动的,就是它偏转不明显,为什么呢,因为这个时候速度比较快,球的运动会越来越慢,到最后会停止下来,所以当速度减缓以后它的偏转越来越大。
牛顿伯努利空气空力学,为你解释足球的香蕉球和电梯球怎么踢! - 西瓜视频
“香蕉球”的物理原理是什么?
旋转的魅力
踢球两个因素:一个就是空气阻力对球的运动轨迹的影响;另外一个影响的就是你踢出去的角度香蕉球的原理:球本身的转动是沿顺时针的方向,那么球偏转的一个解释就是,空气脱离开球在上面会晚一点,下面会早一点,所以整个流动会向下面倾斜,那么从平面来看就是向右面偏斜,我们刚才介绍了香蕉球的物理原理。踢旋转球的一个最重要的关键:就是要和球有一个比较长时间的接触,然后使得球随着脚发生一个转动,在球出发之前。
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马格努斯定律
伯努利原理:就是说如果一个气流它的运动速度快的话,它的压强就比较小,如果速度慢的话压强比较大。马格努斯效应:实际上如果向右旋转的话,它的旋转的矢量方向是向下的,速度的矢量方向是向前的,所以如果这两个矢量叉乘的话,那么按照右手法则,就会有一个向右附加的力,这个就是马格努斯定律:流体力学当中的现象,是一个在流体中转动的物体(如圆柱体)受到的力。
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旋转的速度,你如果想实现把球踢到L这么远的距离,偏转D这样一个宽度,你所需要的旋转的速度,旋转的频率,我们看到在公式里面,分子上一个V,V就是球向前运动的速度,D我们说了就是它偏转的距离,这个l是相当于球的质量,实际上它的意思是一个长度,一个圆筒跟球的直径一样,那么在这个圆筒里面,空气的质量等于球的质量,这个长度就叫小写l,那么实际上它代表的就是球的质量,下面这个Cs是空气的阻力,一个系数,a是球的半径,L是我们球要踢到的那个位置的距离,就是你有一个设定的距离,你要偏转D这样一个偏转的程度,你需要的转动频率就由这个公式来决定的,我们可以看到,球运动速度越快,你需要的频率越大,你走的距离越远,因为L在分母,需要的频率就越小。
这个Φ,从图上可以看出来,这个就是你踢球的方向和到最后球运行的方向形成的一个夹角,也就是偏转的程度,我们看到这个Φ是反比于V,反比于速度的,也就是速度越小的时候,这个偏转越厉害,所以我们可以经常看到这样的例子,就是你看香蕉球踢出去的前一段,似乎是直线运动的,就是它偏转不明显,为什么呢,因为这个时候速度比较快,球的运动会越来越慢,到最后会停止下来,所以当速度减缓以后它的偏转越来越大。
香蕉球力学原理,拜托,要详解
1踢出去的前一段似乎是直线运动,偏转不明显;
2当球的运动越来越慢,速度减缓后,偏转越来越大;
3后期速度越小,偏转越厉害
“香蕉球”为什么能飞弧线?
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,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。
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。
怎么踢才能踢出“香蕉球”?
了解了基本原理,球员在练习“香蕉球”时该考虑什么因素呢?除了风向、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。
详细解释"香蕉球"的原理?
当一个旋转物体的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时,在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力。在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象称作马格努斯效应。
旋转物体之所以能在横向产生力的作用,是由于物体旋转可以带动周围流体旋转,使得物体一侧的流体速度增加,另一侧流体速度减小。
根据伯努利定理,流体速度增加将导致压强减小,流体速度减小将导致压强增加,这样就导致旋转物体在横向的压力差,并形成横向力。同时由于横向力与物体运动方向相垂直,因此这个力主要改变飞行速度方向,即形成物体运动中的向心力,因而导致物体飞行方向的改变。
用位势流理论解释,则旋转物体的飞行运动可以简化为“直匀流+点涡+偶极子”的运动,其中点涡是形成升力的根源。在二维情况下,旋转圆柱绕流的横向力可以用儒可夫斯基定理来计算,即横向力=来流速度 x 流体密度 x 点涡环量。
扩展资料
在1852年德国物理学家海因里希·马格努斯(Heinrich Magnus)描述了这种效应。然而早在1672年艾萨克·牛顿(Isaac Newton)在观看了剑桥学院(Cambridge college)网球选手的比赛后描述和正确推断了这种现象的原因。
在1742年英国的一位枪炮工程师本杰明·罗宾斯(Benjamin Robins)解释了在马格努斯效应中步枪弹丸(musket balls)运动轨迹的偏差。
参考资料来源:百度百科-香蕉球
物理学原理:当空气在一个表面水平流动时,气压将降低,比如你在下嘴唇上贴一个纸条,然后向前吹气,纸条就会向上抬起来,这正是因为上方因空气流动使气压降低,纸条受力使然。
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向踢球,足球向球门方向运动(以后以球门方向为前),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粘带性,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,在足球旋转的带动下,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,因此相对于足球的运动方向,在足球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,空气流动速度快;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。根据流体力学的伯努利定理,在速度较大一侧的压强比速度较小一侧的压强为小,所以球左方的压强小于球右方的压强。由于球所受空气压力的合力左右不等,总合力向左,所以球在运行过程中就产生了向左的运行,即产生弧线。
代表球员:贝克汉姆,罗纳尔迪尼奥,罗伯特卡洛斯,小儒尼尼奥,米哈伊洛维奇。
足球运动情形 (3张)
让我们先看看附图。图中的线代表的是空气流动的情形。图一代表足球在没有旋转下水平运动的情形,当足球向前运动,空气就相对于足球向后运动。图二代表足球只有旋转而没有水平运动的情形,当足球转动时,四周的空气会被足球带动,形成旋风式的流动。图三代表水平运动和旋转两种运动同时存在的情形,也即是「香蕉波」的情形。这时候,足球右面空气流动的速度较左面大。根据流体力学的伯努利方程 (p+ρgh+(1/2)*ρv^2=c),流体速度较大的地方气压会较低,因此足球右面的气压较左面低,产生了一个向右的力。结果足球一面向前走,一面承受一个把它推向右的力,造成了弯曲球。原来我们在日常生活中也经常应用这个原理使物体在流体中的运动方向改变,例如飞机和帆船的运作都是基于这个原理。
香蕉球的物理原理
香蕉球的物理原理是根据流体力学的伯努利定理,在速度较大一侧的压强比速度较小一侧的压强为小,所以球左方的压强小于球右方的压强。由于球所受空气压力的合力左右不等,总合力向左,所以球在运行过程中就产生了向左的运行,即产生弧线。
又由于足球同时向前运动,因此相对于足球的运动方向,在足球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,空气流动速度快;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。
扩展资料:
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向踢球,足球向球门方向运动(以后以球门方向为前),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粘带性,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,在足球旋转的带动下,足球周围也将产生和足球旋转方向一致的气流。
旋转的魅力
踢球两个因素:一个就是空气阻力对球的运动轨迹的影响;另外一个影响的就是你踢出去的角度香蕉球的原理:球本身的转动是沿顺时针的方向,那么球偏转的一个解释就是,空气脱离开球在上面会晚一点,下面会早一点,所以整个流动会向下面倾斜,那么从平面来看就是向右面偏斜,我们刚才介绍了香蕉球的物理原理。踢旋转球的一个最重要的关键:就是要和球有一个比较长时间的接触,然后使得球随着脚发生一个转动,在球出发之前。
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马格努斯定律
伯努利原理:就是说如果一个气流它的运动速度快的话,它的压强就比较小,如果速度慢的话压强比较大。马格努斯效应:实际上如果向右旋转的话,它的旋转的矢量方向是向下的,速度的矢量方向是向前的,所以如果这两个矢量叉乘的话,那么按照右手法则,就会有一个向右附加的力,这个就是马格努斯定律:流体力学当中的现象,是一个在流体中转动的物体(如圆柱体)受到的力。
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旋转的速度,你如果想实现把球踢到L这么远的距离,偏转D这样一个宽度,你所需要的旋转的速度,旋转的频率,我们看到在公式里面,分子上一个V,V就是球向前运动的速度,D我们说了就是它偏转的距离,这个l是相当于球的质量,实际上它的意思是一个长度,一个圆筒跟球的直径一样,那么在这个圆筒里面,空气的质量等于球的质量,这个长度就叫小写l,那么实际上它代表的就是球的质量,下面这个Cs是空气的阻力,一个系数,a是球的半径,L是我们球要踢到的那个位置的距离,就是你有一个设定的距离,你要偏转D这样一个偏转的程度,你需要的转动频率就由这个公式来决定的,我们可以看到,球运动速度越快,你需要的频率越大,你走的距离越远,因为L在分母,需要的频率就越小。
这个Φ,从图上可以看出来,这个就是你踢球的方向和到最后球运行的方向形成的一个夹角,也就是偏转的程度,我们看到这个Φ是反比于V,反比于速度的,也就是速度越小的时候,这个偏转越厉害,所以我们可以经常看到这样的例子,就是你看香蕉球踢出去的前一段,似乎是直线运动的,就是它偏转不明显,为什么呢,因为这个时候速度比较快,球的运动会越来越慢,到最后会停止下来,所以当速度减缓以后它的偏转越来越大。
假使你是个足球迷的话,一定见过这种精彩的场面:近对方球门发直接任意球时,守方球员五、六个人排成一字"人墙",企图挡住攻入球门的路线,而攻方的主罚球员却不慌不忙,慢慢走上前去,把球放正位置,然后起脚一记猛射,只见球绕过"人墙",眼看要偏离球门飞出界外,却又转过弯来直扑球门,守门员刚要起步扑球,却为时已晚,球早已应声入网了。
这就是颇为神奇的香蕉球。因为球运动的路线是弧形的,像香蕉形状,因此以"香蕉球"得名。世界足坛球星普拉蒂尼就是一位善踢"香蕉球"的能手,他主罚任意球时,往往使出"香蕉球"的绝招,常使对方守门员望球兴叹、防不胜防。那么他是不是有什么神奇的魔法?不,他不是靠魔法,而是靠科学。用物理学上的空气动力学知识完全可以解开这个谜。
我们知道当球在空中飞行时,若不但使它向前,而且使它不断旋转,由于空气具有一定的粘带性,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转动。若球是沿水平方向相左运动,同时绕垂直纸面的轴做顺时针方向转动,则空气流相对于球来说除了向右流动外,还被球旋转带动的四周空气环流层随之在顺时针方向转动。这样在球上方的空气速度除了向右的平动外还有转动,两者方向一致;而在球的下方,平动速度(向右)与转动速度(向左)方向相反,因此其合速度小于球上方空气的合速度。根据流体力学的伯努利定理,在速度较大一侧的压强比速度较小一侧的压强为小,所以球上方的压强小于球下方的压强。球所受空气压力的合力上下不等,总合力向上,若球旋转得相当快,使得空气对球的向上合力比球的重量还大,则球在前进过程中就受到一个竖直向上的合力,这样球在水平向左的运动过程中,将一面向前、一面向上地做曲线运动,球就向上转弯了。若要使球能左右转弯,只要使球绕垂直轴旋转就行了。看来关键是运动员触球的一刹那的脚法,即不但要使球向前,而且要使球急速旋转起来,不同的旋转方向,球的转向就不同,这需要运动员的刻苦训练,方能练就一套娴熟的脚头功夫,只有经过千锤百炼,才能达到炉火纯青的地步。
其实,何止是足球有"香蕉球",乒乓球、排球、网球等都有利用旋转技术创造出各种飘忽不定、神秘莫测的怪球,如乒乓球中的弧圈球、排球中的飘球等都是根据这个原理创造出来的。
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