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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。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。
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。
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“香蕉球”为什么能以弧线飞行?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(右脚搓球),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。
了解了基本原理,球员在练习“香蕉球”时该考虑什么因素呢?除去风向、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。
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在飞行时会感受到一个横向的压力差,形成横向作用力。
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器具有杀菌消毒的作用,可以抑制有害细菌滋生。电视里不都使用银针验毒的吗
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乒乓球中,运动员在削球或拉弧圈球时,球的线路会改变,道理与“香蕉球”一样.