足球物理學：不可能的自由球 - Erez Garty

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在1997年，一名巴西球員Robert Carlos要從35米外發自由球，但是這個位置無法將球直接踢入球門。於是他讓球繞過對手，然後就當球快要出界時突然向左勾，最後射進球門。他是怎麼做到的？Erez Garty為你說明這個足球史上最偉大的射門，背後的物理原理。

課程製作： Erez Garty, 動畫製作： TOGETHER

在1997年，一場法國與巴西之間的比賽，

一名叫Robert Carlos的年輕巴西球員

從35米外發了自由球。

他無法將球直線射入球門，

Carlos決定嘗試一件看起來不可能的事：

他的射門讓球繞過球員，

但是就當球快要出界時，它突然向左勾

然後射進球門。

根據牛頓的第一運動定律，

物體運動時會維持相同的方向和速度

除非它受到外力的影響。

但Carlos踢球時，他已經給球施加方向與速度了，

究竟是什麼力量讓球改變方向

並且造就了運動史上最偉大的進球之一？

關鍵就在於旋轉。

Carlos的踢球點在球的右下方，

讓球向右側高飛，但也讓它繞著軸心旋轉

一開始，球沿著明顯的直線飛行，

飛行時兩側的空氣讓球變慢。

在其中一側，空氣與球旋轉的方向相反

導致壓力上升，

然而在另一側，空氣與球的旋轉方向相同，

產生一個低壓力區。

壓力差讓球朝向低壓區轉彎。

這個現象叫做馬格納斯效應。

這種踢球法，也被稱為香蕉球，

在足球場上經常被使用，

而且這也是讓一場漂亮的比賽更加精彩的元素。

但是香蕉球需要極高的精準度

要讓球繞過人牆，然後轉向球門是非常困難的。

球飛得太高，會飛過球門，

球飛得太低，在轉彎前就會落地。

轉彎角度太大的話，進不了球門，

轉彎角度不夠大，會被對手攔截。

球速太慢的話，球會提早轉彎，甚至不會轉。

球速太快的話，球會轉彎得太晚。

同樣的物理理論，

也可以讓一個看來不可能的角球射門成功，

那是一個沒有受到任何人幫助的角球。

馬格納斯效應最初是由牛頓所提出，

他在1670年打完一場網球後，發現這個現象。

這個原理同樣可以應用於高爾夫球，飛盤和棒球。

在每個情況下，都會有同樣的現象。

球的旋轉，讓環繞的氣流產生壓力差，

導致球朝著旋轉的方向轉彎。

現在有一個問題，

根據理論，你可以使勁踢出一顆球

然後讓球飛回你的方向嗎？

可惜的是，不行。

即使球沒有在衝撞中解體，

沒有擊中任何障礙物，

沒有空氣阻力減緩速度，

偏轉角沒有增加，

使螺旋變成越來越小的圓

最後停止。

光是要讓球旋轉，

你需要讓球的轉速，

比Carlos不朽的射門快15倍。

所以，祝你好運。