【电梯球】物理无处不在 足球与物理，爱看足球的你真的懂其中的奥秘吗？

判定天地之美，分析万物之理。

2019年9月14日晚，英超2019/20赛季进行了第五轮争夺，切尔西客场5比2胜胜狼队中最精彩的进球是托莫里打进的世界波。

我们可以发现球的行进轨迹有个急转弯，守门员也被这一脚球向左晃了一下。

托莫里这记漂亮的进球称之为香蕉球。可你真的知道香蕉球究竟是什么个原理呢？这与电梯球和落叶球有什么区别呢？

接下来就由我带领大家在欣赏一粒粒精彩进球的同时，一起探寻这其中蕴含的物理知识。

                    香蕉球

托莫里这记漂亮的进球称之为香蕉球。因为球的运动轨迹是弧形的，类似香蕉形状，因此以“香蕉球”得名。贝克汉姆就以擅踢香蕉球著称，有“贝氏弧线”的美誉。

我们可以看到香蕉球最大的一个特点就是它有着巨大的弧度，也就是高速的旋转。

从空气动力学角度来解释，旋转的足球是由于受到侧向力的推动而发生了偏转，而侧向力是基于空气动力学中著名的马格努斯定律。

球员在踢球的一刹那，通过摩擦使足球产生旋转。当足球在空中一边飞行一边自转时，也会带动周围气流旋转。

足球与气流方向相反空气流速慢、压强较大，下部空气流速较快、压强小，从而产生一个垂直运动方向的侧向力。

从空中俯视球场，足球由左向右飞行并呈顺时针旋转，这个侧向力就是使球快速的旋转的秘密所在。这类似于飞机飞行中气流对飞机产生的力。

                    电梯球

说起电梯球，人们最容易想到俄罗斯2018年世界杯小组赛西罗对阵西班牙，帮助葡萄牙挺进16强。

这就是电梯球，跟香蕉球（弧线球）截然不同，球本身没有旋转，初始速度很快，迅速上升且突然下坠。球很快地呈斜线往上飞，又以更大陡度急坠，好像电梯急上急下，因此被人们形象地称为电梯球。

2012年，世界上很有名的物理学家Cohen和他的学生发表过一篇论文，详细解释过电梯球的物理原理。

Cohen教授认为，对非旋转球体，当起始速度小于末端速度时，球体成抛物线运动，而当起始速度远大于末端速度时，球下落时急坠。

其实用简单的物理知识来解释也很简单。因为空气阻力跟物体速度平方成正比，当物体速度越快，那么所受阻力也就越大。电梯球的初始速度要很快，踢出后，球本身受到空气阻力也会突然增大，而且短时间会把球在水平方向的力消耗掉，这时足球就会主要受重力影响，迅速下落。

如图所示，左边这个初速不太快，它的下落是比较平缓的；而当初速和末速比值到达100时，球在后面出现了急坠。

                    落叶球

落叶球，在半空中左飘右飘，下坠速度快的射门。因为当用力踢皮球的中心部位时，它就会朝一个方向飞去，当靠近球门时会突然下坠，就如一片枯叶从树上落下，所以人们习惯把这种球称之为落叶球。

落叶球的理论基础是，马格努斯效应——速度越快、球体直径越小、晃动频率就越高，所以在球急速运动时，它在气流中有一定摆动，有点飘忽不定，就是所谓涡街作用。

最后说明一下，这篇文章是我一直都很想写的。在暑假找了很多素材，但是没有平台发表，在偶然的一次机会，发现的B站新开设了学习区。在此，非常感谢b站提供这个平台，可以在自己写文章的同时，不断提升自己。

在这里还想推荐一位足球技术还不赖的up主——“朱家角的木棉花”如果想提高自己的球技的话，都可以多看下他的教学视频。