弧线球的原理

如题所述

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。 弧线球发球时给了其一个测向力使其旋转,这样球在运动时垂直于运动方向的两个面上的空气的相对速度就不一样了,使得球受到一个力的作用发生旋转。 →快 → 升力 ↑↑→↑↑ ▁▅▆▇██▇▆▅▄▃▂▁ 机翼 →→→→→慢 吹气,气流快,气压低 上下压力不同 →→→→→→→→ ↑F ━━━━━━┿━━━━╯ 纸条 ↓ G 旋转方向 原方向 导致气流 ↗↑ 变化● → 受力 ˙ ˙ ·↗变化的飞行方向 . . 上视图 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,足球会产生逆时针放向的旋转(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。 看来关键是球员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。
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第1个回答  2019-12-30
s型弧线的出现原理应与排球中的飘球类似。
足球在空中飞动时,其后会有涡流产生,涡流对足球的力不稳定,导致足球上下飘动。
另附:排球飘球成因:
1.
在空气中飞行着的不旋转物体,由于没有旋转轴,因而其飞行轨迹是不稳定的,容易产生飘晃。
2.
击球时由于球体受击部产生凹陷变形,球内气体压力增加,使球体其它部分部分产生起凸变形。当球体这些部分恢复原来形状时,球体内部以高速冲击凹陷变形那部分球体,反而又使凹陷部分超出了原来的形状,变成新的突起,产生了反形变,如此反复就形成了振动,在振动瞬间球体已失去圆的正常外形,因而在空气动力作用下产生飘荡。
3.
飞行中球速降到5~10米/秒时,球体将受到近两倍于球速的强大空气阻力,球体产生明显的横向力(也风速垂直),并且这种力在球飞行过程中始终存在,只是在特定速度下,该侧向力特别强烈,此时球体会突然失速,加上地心引力的作用,自然形成了下沉飘球。
4.
制球所用的材料不完全均匀,受球嘴位置及重量的影响,使得球的实质重心和几何重心不一致。球体在飞行过程中,重心一方迎风面积小,风阻力小;球心一方迎风面积大阻力大,所以球必绕重心转动。由于摆动,球体两侧气流速度改变,球重心一方加快,球心一方减慢,所以球向重心方向产生第一次飘晃,转到重心/球心位置改变时产生第二次飘晃,所以球体轨迹不断发生变化。因此,当球体不旋转飞行并处于不稳定状态下,便会产生飘晃和朝着实际重心的方向倾斜下落。
球的飘晃是一种随机现象,不能按队员意志加以控制。但通过一定的技术,足球运动员便可在一定程度上操控足球的晃动。
第2个回答  2016-03-07
其实这跟乒乓球的旋转是一样的。
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。
第3个回答  2021-02-17