瞧，物理起作用了 给你世界杯的“科学”打开方式

核心提示:葛，，76岁，清华大学物理学教授，也在关注这场比赛。他从事实验物理、半导体物理和自旋电子学的研究。同时，他享受着足球带给他的快乐。到目前为止，葛每周至少打一次。在周三的清华北操场上，没有意外，你可以看到他。

听着，物理学在给你开启世界杯的“科学”方式方面发挥了作用。

俄罗斯的世界杯正在如火如荼地进行，前八名已经全部公布。

清华大学76岁的物理学教授葛也在关注这场竞赛。他从事实验物理、半导体物理和自旋电子学的研究。同时，他享受着足球带给他的快乐。到目前为止，葛每周至少打一次。在周三的清华北操场上，没有意外，你可以看到他。

葛是教授兼“戏子”。当物理学的观点与足球发生碰撞时，还会有一些其他的火花。

从物理的角度来看，足球的运动是一个典型的弹性球在空气中运动的空气动力学问题。这种运动的规律通常并不复杂，主要作用是球的弹性、摩擦力和空气阻力。

葛可以很容易地用物理解释足球。

电梯球

“快”是王

高速公路上的车速接近每小时150公里。

在本届世界杯上，葡萄牙和西班牙的小组赛已经达到了高潮。罗纳尔多在最后一刻扭转了局势，用一个“C”任意球扳平了比分，评论员感叹道“像条龙”。

"这个足球实际上是电梯球和香蕉球的混合物."葛·魏坤分析说:“球被踢出了一个不对称的轨迹，但它也在侧向旋转。这是一个“混合”球

葛·站起来，在白板上和马克画了两行字。一条红线，前期陡峭，后期陡峭。一条黑线，前期略微平滑，后期也有所缓和，基本上像抛物线。

“踢电梯球的关键因素之一是球的初始速度更快。”所谓“轰轰烈烈的奇迹”意味着要踢电梯球，高速是王。球的初始速度应该接近150公里/小时。没错，这是一辆汽车在高速公路上飞驰的速度。

对电梯球的研究始于法国巴黎科技大学的物理学家，他们写了一篇严肃的论文。葛总结说，这项研究的主要结论是，对于不同的发射速度，可以观察到两种不同的轨迹。对于非旋转球体，当初始速度小于最终速度时，球体的轨迹是经典的伽利略抛物线。然而，当开始速度比结束速度高得多时，球的轨迹是一条不对称的塔格里亚曲线，当球落下时，它会直线下落。

为什么？因为当球在空气中运动时，它受到的空气阻力与其速度的平方成正比。球移动得越快，它必须遇到的空气阻力就越大。其他人关心你是否飞得高，空气阻力关心你是否累。一般来说，你飞得越快，摔得越重。

速度是踢电梯球的秘密。这也是对运动员体力的巨大挑战。为了打好电梯球，罗纳尔多应该特别加强小腿肌肉、腿部肌肉和膝关节的力量训练。毕竟，让足球在瞬间达到150公里或更高的初始速度并不容易。葛坦言，目前中国能打电梯球的球员不多。

弧形球

马格努斯效应下的奇异弧线

如果你从上面往下看，你会看到球本身顺时针旋转，但是球的飞行路线会向右偏转。

如前所述，罗纳尔多的脚混合了电梯球和香蕉球。

香蕉球是指被踢的足球在空中呈弧形飞行，当它被击中时，它的落点偏离直线方向。当罚任意球时，这条曲线可以绕过人墙，愚弄守门员，这让人措手不及。

6月30日晚，在阿根廷和法国的四分之一决赛中，法国队帕瓦尔打出了“世界波”。这是一个外脚背远角螺旋球。乍看之下，球直接飞出了门柱，但在最后一刻，一个“风骚的动作”变成了球门内侧，直挂在球门的死角。

球迷们说球很难救。

不可预测的飞行轨迹背后是著名的马格努斯效应。当旋转物体的旋转角速度矢量与物体的飞行速度矢量不一致时，将在垂直于由旋转角速度矢量和运动速度矢量形成的平面的方向上产生横向力。在这个侧向力的推动下，球的运动方向是旋转矢量和速度矢量的叉积的矢量方向。

如果这不容易理解，那么假设你有上帝的视角，现在从上到下看弧形球的轨迹。你可以看到球从右向左踢，球本身顺时针旋转，但是球的飞行路线会向右偏转。

这是因为球在向前移动的过程中会旋转。旋转驱动周围的气体移动。一边的气体流速高，另一边的气体流速低，导致压差和力。如果球员想让球转向左边，他可以在旋转球的同时巧妙地给球一个向右的初始力。根据物理公式，距离越远，速度越慢，球的偏离角度越大。因此，我们可以看到，在香蕉球的末端，将会有更严重的偏斜，给守门员一个巨大的“冲击”。

要踢一个香蕉球，脚和球之间的接触面积应该大，接触时间应该长葛站起来，指了指自己的脚。踢球时，用脚弓或外脚背驱动球旋转，同时踢向相反的方向香蕉球不需要运动员太多的力量，但是他们需要很多的技巧。

然而，落叶球实际上和香蕉球有着相同的原理，除了它垂直旋转，看起来像是飘向天空，然后一圈又一圈地旋转进球，这是“不寻常的方式”。

点球

70%目标概率的魅力

有些人研究了离球门12码处的点球点的选择。

世界杯进入淘汰赛阶段后，点球大战不可避免。北京时间4日凌晨，哥伦比亚队对英格兰队的点球大战尤其引人注目，因为英格兰队在过去7场正式比赛中输了6场。

然而，这一次，“三狮军团”成功打破了点球，赢得了哥伦比亚。

点球是一个“磨人的妖精”。即使是大牌明星也不可避免地会输掉点球。葛说，一些研究人员已经研究并注意到在距离球门12码(1码约为0.9米)处罚球的选择。

如果罚球距离为零，只要守门员站在球的正后方，他就可以阻止进球。当罚球点离门线3码时，得分概率几乎可以达到100%。实验发现，当罚球点距离球门12码时，进球概率为70%。

" 70%的概率非常有吸引力。"葛说:“球员有超过一半的机会踢球，所以得分的压力落在球员身上。罚球带来了压力，还有重要比赛带来的压力。当压力很大时，我脑子里有很多想法，但很容易出现问题。”

一般来说，离目标越近，罚球得分的概率越高。然而，如果它离守门员太近，球员的球门线很容易被挡住。在比赛中，当一个球出现在球门前时，守门员通常会做出决定性的进攻，即缩小与球的距离以阻挡射门。

有些球员在点球时喜欢追求死角，让球飞到球门的左上角或右上角。然而，死角面积太小。如果控制不当，球就会出界。罚球向左或向右是常见的选择，但有些球员也会选择中间。“这是在打赌，守门员肯定会选择一个方向扑救，而不是让中间的路空出来。”

在点球大战中，受到考验的不仅仅是守门员和球员。在2006年世界杯上，在德国和阿根廷点球大战之前，德国守门员莱曼收到了守门员教练的一个神秘的提示——一个小纸条，上面写着阿根廷罚点球者的点球习惯。这张小纸条也是一次经典的点球大战。

"足球有很多智慧。"葛说:“这需要充分的准备和勤奋的练习。台上一分钟，台下十年，足球也是。”

葛根秋教授

足球是社会的缩影。

葛经常强调足球文化和传统。他说，看看世界上的高水平足球俱乐部，没有一个是以像中国这样的公司命名的。巴塞罗那、皇家马德里、曼彻斯特...这些带有地域标志的名称也是地域文化的浓缩。

足球是社会的缩影。"中国足球的落后是全方位的."葛说，没有传统和草根力量，所谓的高水平国家队只是空中楼阁。“有些人还说你是外行为什么要告诉足球。事实上，我对足球不感兴趣。说到足球，和其他人一样，我们都希望中国足球是好的。”葛坦率地说。

姆巴普:下一代超级明星

荷兰球星克鲁伊夫曾经说过，踢足球很简单，但很难踢简单的足球。葛喜欢直率，所以他也喜欢法国队的打法，尤其是年轻的球迷姆巴普给他留下了深刻的印象。

"速度快，步法好，这种风格在百年来是罕见的."他相信在几年后，姆巴普可能会成为继梅西和罗纳尔多之后，以速度为特征的下一代超级巨星。他的演奏方法也可能开创一个新时代。也许在本届世界杯之后，世界足球的风格也会改变。

对于决赛，热尔维对法国和克罗地亚这两支“直接球队”的重新组合持乐观态度。你怎么想呢?