足球 中 的 物理 :不可思议 的 任意球 - Erez Garty
Physics in soccer: The incredible free kick - Erez Garty
サッカーにおける物理学:信じられないようなフリーキック - Erez Garty
Физика в футболе: невероятный штрафной удар - Эрез Гарти
1997年 ,在 一场 法国 与 巴西 之间 的 比赛 中
In 1997, in a game between France and Brazil,
1997年,在一场法国与巴西之间的比赛中
一 名叫 Robert Carlos的 年轻 巴西 球员
a young Brazilian player named Roberto Carlos
一名叫Robert Carlos的年轻巴西球员
从 35米 外发 了 任意球
set up for a 35 meter free kick.
从35米外发了任意球
没有 任何 通向 球门 的 直线
With no direct line to the goal,
没有任何通向球门的直线
Carlos的 尝试 看起来 是 不 可能
Carlos decided to attempt the seemingly impossible.
Carlos的尝试看起来是不可能
他 的 射门 让 球 飞过 球员,
His kick sent the ball flying wide of the players,
他的射门让球飞过球员,
但是 就 当 球 要 出界 时 ,它 向 左 勾
but just before going out of bounds, it hooked to the left
但是就当球要出界时,它向左勾
然后 进门
and soared into the goal.
然后进门
根据 牛顿 的 第一 定律
According to Newton's first law of motion,
根据牛顿的第一定律
一个 物体 会以 同样 的 方向 和 矢量 移动
an object will move in the same direction and velocity
一个物体会以同样的方向和矢量移动
除非 一个 力 被 施加
until a force is applied on it.
除非一个力被施加
但 Carlos 踢球 时 ,他 已经 给球 速度 和 矢量 了
When Carlos kicked the ball, he gave it direction and velocity,
但Carlos踢球时,他已经给球速度和矢量了
但是 是 什么 力 让 球 改变方向
but what force made the ball swerve
但是是什么力让球改变方向
然后 成为 运动史 以来 最 伟大 的 进球 之一?
and score one of the most magnificent goals in the history of the sport?
然后成为运动史以来最伟大的进球之一?
诀窍 是 旋转
The trick was in the spin.
诀窍是旋转
Carlos从 右下方 踢球
Carlos placed his kick at the lower right corner of the ball,
Carlos从右下方踢球
让 球边 绕 轴心 旋转 ,边 向 右侧 高 飞
sending it high and to the right, but also rotating around its axis.
让球边绕轴心旋转,边向右侧高飞
球 从 一个 明显 的 直线 起飞
The ball started its flight in an apparently direct route,
球从一个明显的直线起飞
空气 飞过 两边 使 其 变慢
with air flowing on both sides and slowing it down.
空气飞过两边使其变慢
在 一边 ,空气 以球 转 的 反 方向 旋转
On one side, the air moved in the opposite direction to the ball's spin,
在一边,空气以球转的反方向旋转
导致 压力 上升
causing increased pressure,
导致压力上升
然而 在 另一边 ,空气 以 与 球 相同 的 方向 旋转
while on the other side, the air moved in the same direction as the spin,
然而在另一边,空气以与球相同的方向旋转
产生 一部分 低压 区
creating an area of lower pressure.
产生一部分低压区
这个 差异 ,使球 向 低压 区 弯曲
That difference made the ball curve towards the lower pressure zone.
这个差异,使球向低压区弯曲
这个 现象 叫做 马格纳斯 效应
This phenomenon is called the Magnus effect.
这个现象叫做马格纳斯效应
这种 踢球 ,也 被 叫做 香蕉 球
This type of kick, often referred to as a banana kick,
这种踢球,也被叫做香蕉球
被 经常 使用
is attempted regularly,
被经常使用
而且 它会 让 一场 精彩 的 比赛 更加 精彩
and it is one of the elements that makes the beautiful game beautiful.
而且它会让一场精彩的比赛更加精彩
但是 香蕉 球所 需要 的 精准度
But curving the ball with the precision needed
但是香蕉球所需要的精准度
使 其 偏向 墙 然后 进门 ,是 非常 困难 的
to both bend around the wall and back into the goal is difficult.
使其偏向墙然后进门,是非常困难的
太高 的话 球会 飞过 球门
Too high and it soars over the goal.
太高的话球会飞过球门
太低 的话 会 在 旋转 前击 地
Too low and it hits the ground before curving.
太低的话会在旋转前击地
角度 太 大 的话 会 永远 进不了 球门
Too wide and it never reaches the goal.
角度太大的话会永远进不了球门
角度 不够 大 的话 防守 者 就 可以 拦截
Not wide enough and the defenders intercept it.
角度不够大的话防守者就可以拦截
太慢 的话 球会 早 转弯 ,甚至 不转
Too slow and it hooks too early, or not at all.
太慢的话球会早转弯,甚至不转
太快 的话 球会 转 的 太晚
Too fast and it hooks too late.
太快的话球会转的太晚
同样 的 物理 理论
The same physics make it possible
同样的物理理论
使 一个 看起来 不 可能 ,没有 收到 任何 帮助 的
to score another apparently impossible goal,
使一个看起来不可能,没有收到任何帮助的
的 角球 进球
an unassisted corner kick.
的角球进球
马格纳斯 效应 最初 是 被 伊萨克 ·牛顿 所 记录
The Magnus effect was first documented by Sir Isaac Newton
马格纳斯效应最初是被伊萨克·牛顿所记录
在 1670年 ,他 打 完 一场 网球 后 发现 的
after he noticed it while playing a game of tennis back in 1670.
在1670年,他打完一场网球后发现的
这个 原理 同样 适应 于 高尔夫球 ,飞碟 和 棒球
It also applies to golf balls, frisbees and baseballs.
这个原理同样适应于高尔夫球,飞碟和棒球
在 每个 情况 下 ,同样 的 事情 总是 发生
In every case, the same thing happens.
在每个情况下,同样的事情总是发生
球 的 旋转 产生 环绕 的 气流 气压 不等
The ball's spin creates a pressure differential in the surrounding air flow
球的旋转产生环绕的气流气压不等
从而 导致 球向 其 旋转
that curves it in the direction of the spin.
从而导致球向其旋转
又 有 一个 问题 了
And here's a question.
又有一个问题了
从 理论 上 来讲 ,你 可以 将球 使劲 踢
Could you theoretically kick a ball hard enough
从理论上来讲,你可以将球使劲踢
足以 让 球 转回 你 吗?
to make it boomerang all the way around back to you?
足以让球转回你吗?
可惜 的 是 ,不行
Sadly, no.
可惜的是,不行
即使 球 没有 在 冲撞 中 解体
Even if the ball didn't disintegrate on impact,
即使球没有在冲撞中解体
或者 击中 任何 障碍物
or hit any obstacles,
或者击中任何障碍物
空气 使 其 变慢
as the air slowed it,
空气使其变慢
偏转 角会 增加
the angle of its deflection would increase,
偏转角会增加
使 螺旋 变成 越来越 小 的 圆
causing it to spiral into smaller and smaller circles
使螺旋变成越来越小的圆
最终 停止
until finally stopping.
最终停止
只是 达到 旋转
And just to get that spiral,
只是达到旋转
你 需要 使球 转 的
you'd have to make the ball spin over 15 times faster
你需要使球转的
比 Carlos 不朽 的 进球 快 15倍
than Carlos's immortal kick.
比Carlos不朽的进球快15倍
那 祝你好运
So good luck with that.
那祝你好运