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        用物理學知識踢足球

        2018-08-15 10:54:20黃淑芬
        初中生世界·八年級 2018年6期
        關鍵詞:射角進球踢球

        黃淑芬

        2017年12月18日,清華大學教授葛惟昆在HiTC演講大會上,用專業(yè)的物理學知識分析了足球體的材質與表面狀態(tài)、點球的進球率、“電梯球”急速下墜的原理、同一初射角的不同初速的比較等。令人耳目一新的足球物理學受到了很多球迷的追捧,也讓葛惟昆教授迅速走紅。

        今年75歲的葛惟昆是土生土長的北京人,從北京大學物理系畢業(yè)后,他去了英國的曼徹斯特大學留學。一次,他在校園里散步,路過體育場時,看到那里正在進行足球比賽,在好奇心的驅使下,他駐足觀看。那次之后,每到周末,他都會到體育場去看踢足球,就這樣,他慢慢地喜歡上了足球。

        從20世紀90年代開始,每次看球賽,葛惟昆都會用筆記本畫下每支球隊踢球、進球所經(jīng)過的路線,并且還畫出了足球落下的狀態(tài)和圖形。然后,他親自到球場上,按照筆記本上記下的踢球樣式反復進行實驗。

        真正讓葛惟昆從物理學的角度去研究足球,緣于一場中國隊的世界杯預選賽。在那場比賽中,盡管中國隊拼盡了全力,卻還是被攔在了世界杯的大門外。那天,葛惟昆坐在電視機前嘆息之余,不禁在心里問了無數(shù)個為什么:中國是足球的發(fā)源地,究竟中國隊缺少什么呢?

        葛惟昆帶著這些問題,走進球場,他一次次將足球踢起,記錄球的角度及下落的速度。那時他發(fā)現(xiàn),初射角同為45度,卻有著不同的初速。他趕緊把得出的數(shù)據(jù)畫在坐標上,拋物線讓“同一初射角的不同初速的比較”一目了然。

        那段時間里,葛惟昆專注于自己的足球物理學研究。有一天,他已經(jīng)上床休息了,但靈感忽然涌出,他顧不上冬夜的寒冷,起床披上衣服,在書桌前不停地寫畫起來。為了使自己畫出來的東西更具有說服力,第二天他又到球場,一邊踢球,一邊改進研究出來的數(shù)據(jù)。

        但是,千百年來,世界各國的球員們都是一樣踢球的,用物理學的角度去踢球,真是聞所未聞,所以葛惟昆的做法被體育系的一些老師認為是“紙上談兵”。有一次,為了證明球是直線射進球門快,還是弧形踢進去更快,葛惟昆與體育老師們爭得面紅耳赤。最后,他拉上體育老師到球場上驗證,只為了證明他的答案是對的。

        2014年,葛惟昆根據(jù)多年論證得出的數(shù)據(jù),錄制了一部名為《足球運動與科學》的視頻課程。課程里對各種球進行了詳細的分解,比如為什么“香蕉球”會以詭異的弧線拐進球門。為了論證“香蕉球”,葛惟昆仔細地反復觀看貝克漢姆是如何踢“香蕉球”的。從起腳到踢出球,再到球拐進球門的時間與速度,他準確地計算出一組組數(shù)據(jù)。在得出數(shù)據(jù)后,他又馬上去球場進行實驗。經(jīng)過千百次的親身體驗,他終于得出了旋轉的球體在飛行中因馬格努斯定律而產(chǎn)生了偏轉,這才使得“香蕉球”能夠拐進球門。

        “電梯球”則是通過運動員的腰部和小腿發(fā)力,讓足球初速度很快,同時不旋轉,最后突然落下?!半娞萸颉笨此戚p松,但在球場里的操作中,葛惟昆發(fā)現(xiàn),腰部和小腿發(fā)力,還是不能用同等的力。所以,速度不是不夠快,就是球旋轉了。為了實驗這個“電梯球”,葛惟昆常把自己腿上弄得傷痕累累。最后,憑著韌性,他把這個難關拿下了。

        走紅后的葛惟昆,每天依然在研究足球。他說:“我希望‘物理+足球理論能夠給球員們帶來幫助,哪怕只是一個小小的改變,也要堅定信念,做給懷疑自己的這個世界看看?!?/p>

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