克里斯蒂亚诺.罗纳尔多,流体力学专家_克里斯蒂亚诺罗纳尔多

　　C罗 年龄:26岁 效力俱乐部:皇家马德里 场上位置:前锋/边锋 　　 　　最近YouTube上有一则足球广告片异常火爆,不到两个星期时间超过一千万人观看。片尾,克里斯蒂亚诺•罗纳尔多(以下简称C罗)站在足球面前,后退五步,两腿开立,深呼吸,然后踢向皮球……他会改写历史吗?
　　C罗的任意球和贝克汉姆的“圆月弯刀”一样名动天下,但这个葡萄牙天才并不是世界杯上射门最有力量的球员,确切地说,他更像一个流体力学专家。
　　英国拉夫堡大学(Loughborough)的运动物理学家安迪•哈兰德(Andy Harland)对C罗的球技赞不绝口,他指出了C罗任意球中最大的秘密――不是依靠力量,而是掌握了物理定律。
　　该大学的体育科技研究所做了一系列实验,结果显示现代足球在踢出后,短时间内会丧失30%至40%的速度。因此,最好的射手都着眼于如何让射门尽量不减速,C罗正是通过特有的方式鹤立鸡群。
　　天空体育的数字回放系统(从以色列的导弹科技中研发而成)准确记录了C罗的击球速度――103.3公里/时。据哈兰德博士说,目前,人类踢球的最快速度在130公里/时到145公里/时。
　　每分每秒,在空气中运行的足球都会因为阻力而减速,因此球员在足球上施加的旋转越多,踢出的球损失的速度越多。而C罗在踢任意球时,是在尽可能地去减少过多的旋转。这样射出的球速不是最快,却可以让球飞得更远。
　　曾在1997年四国赛踢出史上最牛任意球的前巴西国脚罗伯特•卡洛斯分析说:“C罗主罚任意球的秘密就在于他在踢球的时候,是踢皮球的下端的。看上去就像踢到草坪上一样,这样踢皮球就有明显的抛物线,在前进的过程中有从上到下的突然性。”
　　C罗很清楚最重要的并不是让球以最快速度飞行,而是要拿捏好皮球部位。他在主罚定位球时,先要测量步子,然后后退五或六步,两腿分立,保持身体前倾,助跑,支撑脚靠近球,用右脚的内脚背踢向皮球下端。当脚接触到球后,从中部向右侧摩擦。
　　这种踢球与贝克汉姆恰恰相反,因为小贝罚球的时候身体是先后倾的。贝克汉姆的诀窍是改变飞行中足球的自转轴。他的身体通过极度夸张的倾斜,从而在击球时产生改变自转轴的冲击力,这样做的结果是球会急速转弯并上下漂浮,弥补了速度的损失。
　　从流体力学的角度看,无论C罗、贝克汉姆还是罗伯特•卡洛斯,都合理地运用了伯努利原理(Bernoulli’s principle)和马格努斯效应(Magnus effect)。
　　因为C罗踢的不是球的中心,因此球在空气中前进的同时保持一定旋转。这时,一方面空气迎着球向后流动,另一方面,由于空气与球之间的摩擦,球周围的空气又会被带着一起旋转。当球下侧空气的流动速度加快,而上侧空气的流动速度减慢,它们对球所产生的压强也不一样,皮球上部高压,从而使球受向下的力,于是飞过人墙的皮球在看似要飞出门框范围外时开始急速下降。
　　马格努斯效应经常欺负门将,让球迷觉得不可思议。一些门将抱怨,现代足球越来越轻,因此运行中会产生难以预测的轨迹。对此哈兰德博士指出,每届杯赛都有球员抛出这个言论,但FIFA对这些球的密度都有严格规定,变化很小。在拉夫堡大学的实验室,1970年的手缝皮球、2006年的世界杯用球“团队之星”和本届世界杯的“普天同庆”,测得的速度相差不到2公里/时。
　　最近,科学家又利用影像分析法对射门动作和皮球进行了研究。主要是研究球的飞行轨迹、速度以及单位时间内的旋转次数。另外一方面,科学家还在风洞里复制足球环境,用流体力学的方式对足球进行研究。
　　去年底欧冠联赛中C罗在对马赛的比赛中打入的任意球进球,就被西班牙生物力学专家进行了深入的研究。当时C罗射门位置距离球门有35米,皮球离开C罗的右脚时有25度的角度,皮球因此是绕着倾斜的轴心旋转的,速度为100公里/时。到了人墙前,皮球开始下降,但仍然高达2.53米,因此越过人墙没有问题。过了人墙,因为马格努斯效应的作用,皮球下降速度明显加快,这与西班牙网球高手纳达尔的击球很相似,网球过网的时候比其他球员都高,但却总能及时地落在场内。
　　C罗踢出的皮球,在1.44秒之后就来到了对方球门,皮球因为被马赛门将碰到而稍稍升高,入网时距离地面为1.88米。球的平均速度为87公里/时,由于马格努斯效应,运行轨迹偏离了原先的轨迹3米。如果是在真空环境中,这个皮球不可能入网,因为在真空环境中,皮球按照原先的方向以抛物线的方式前进,皮球到球门位置时,肯定高出横梁。
　　哈兰德博士强调,南非世界杯还有一个不可忽视的因素,就是海拔高度不等。在空气稀薄的高海拔球场,球速可能会快5%。研究表明,在海平面的开普敦,一个时速120公里的任意球到了约翰内斯堡就将变为126公里/时。我们马上就可以看到,C罗的任意球会不会放高射炮了。(文_麦田捕手)
　　
　　场上还有哪些足球物理学家?
　　德罗巴(科特迪瓦)
　　32岁的德罗巴将马格努斯效应运用得越来越好,在刚结束的英国足总杯决赛,他就凭借一脚旋转不强但下坠极快的直接任意球攻破英格兰国门詹姆斯的十指关。有意思的是,他和C罗将在小组赛一较高下。
　　斯内德(荷兰)
　　斯内德是国际米兰获得三冠王的最大功臣之一,他的任意球可以从更远的距离发炮,而且威力惊人。本赛季,在国米主场4比3逆转锡耶纳的比赛中,斯内德进了两个直接任意球。但在荷兰队中,他只能与另一个任意球高手范佩西平分主罚定位球的机会。
　　皮尔洛(意大利)
　　皮尔洛潇洒的“电梯球”正是马格努斯效应的体现。作为意大利的第一任意球手,他踢出的球很少有大弧度,从俯视看几乎是直线。但他的球经常上下漂移,且下坠奇快,让门将措手不及。在去年欧冠小组赛射杀皇马的远射堪称经典。
　　中村俊辅(日本)
　　左脚的中村是日本的中场核心,他的任意球兼具落叶球和香蕉球的特点,但球速更快。代表作是2007年凯尔特人对曼联的欧冠赛事中,任意球破门1比0击败曼联。
　　世界杯用球 “JABULANI”(普天同庆)
　　本届世界杯用球堪称“史上最圆”。据拉夫堡大学的研发团队介绍,每个球都会经过“长期圆度测试”,被一台自动机器以50公里/时速度踢向一块钢板,重复2000次,仍能保持那么圆的球才能够出现在赛场上。
　　拉夫堡大学的科学家发现用较少皮块制成的足球更加结实,同时发现表皮上如果有更多凹槽,会在空中运行得更加稳定,所以“JABULANI”的表皮上有一些小凸纹,防止在沾水之后变得太滑。制作足球所用的八块表皮在高温下被粘在一起,所以没有手缝线的接缝,这种技术被称为“热熔”,表皮上面还要涂上一层塑料涂层以便使球具有防水功能。
　　据介绍,这种球比10多年前的世界杯比赛用球在飞行中稳定性高出30%。但备战的各队门将却不买账,纷纷称其为“灾难”。西班牙国门卡西利亚斯在热身赛丢了两个莫名其妙的球,抱怨道,“这个球有点像是一个沙滩排球,轻而且飘忽,十分难控制。我并不是唯一一个对其不满的,场上还有许多球员都有同感。”

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