北京時間7月4日晨，俄羅斯世界盃結束1/8決賽。英格蘭隊以5:4(點球大戰4:3)戰勝哥倫比亞隊，成為最後一支晉級的隊伍。至此，世界盃八強隊伍正式出爐，它們分別是——
烏拉圭、法國、巴西、比利時、俄羅斯、克羅地亞、瑞典、英格蘭。對於球迷們來說，這屆世界盃可謂是精彩連連，法國隊追風少年姆巴佩的橫空出世、C羅力挽狂瀾的香蕉腳、以及剛剛結束的英格蘭與哥倫比亞的的“點球大戰”，都為大家奉獻了一幕又一幕的精彩賽事。
俗話說，外行人看樂呵，內行人看門道。足球場上的每一幕經典場面，其實都可以用物理學來詮釋。
從物理的角度來說，足球球體的運動，就是一個彈性球體在空氣中運行的典型的空氣動力學問題。這種運動中的規律一般並不複雜，主要起作用的，就是球的彈性、摩擦力和空氣阻力。
而說到用物理解釋足球，清華大學教授葛惟昆可謂是信手拈來。
葛惟昆76歲清華大學物理系教授葛惟昆從事實驗物理與半導體物理學、自旋電子學的研究，同時，他也在享受著足球帶給他的快樂。直到現在，葛惟昆每週還會至少踢一次球。週三的清華北操，不出意外，你都能看到他的身影。葛惟昆是教授，也是“球員”。當物理學視角和足球碰撞，就擦出了一些別樣的火花。
電梯球：“快”就是王道
本屆世界盃中，葡萄牙和西班牙相遇的那場小組賽高潮迭起。C羅在最後時刻力挽狂瀾，踢出被解說員嘆為“翩若驚鴻，宛若蛟龍”的“C型”任意球，扳平比分。
“這腳球，其實混合了電梯球和香蕉球。”葛惟昆分析道，“球被踢出了一條非對稱軌跡，但同時它也在側旋。這是一個‘混合’球。踢出電梯球的一大關鍵要素，就是球的初始速度要快。”所謂“大力出奇跡”，要踢電梯球，高速為王道，球的初始速度應該接近150公里/小時，沒錯，就是一輛車在高速公路上狂飆的速度。
對電梯球的研究始於法國巴黎理工大學的物理學家，他們寫了一篇正兒八經的論文。葛惟昆概括說，研究的主要結論為：對於不同的發射速度，可以觀察到兩種不同的軌跡。對非旋轉球體，起始速度小於末端速度時，球體軌跡為經典的伽利略拋物線；而當起始速度遠大於末端速度時，球的軌跡為塔爾塔利亞的非對稱曲線，會在下落時急墜。
為什麼？因為球在空氣中運行時，其受到的空氣阻力與其速度的平方成正比。球的速度越快，也必然遭到更大空氣阻力的攔截。別人關心你飛得高不高，空氣阻力關心你飛得累不累。通俗來講，飛得越快，跌得越狠。
速度，是踢出電梯球的秘訣。這對運動員的體力也是極大挑戰。C羅為了踢好電梯球，要專門加強對小腿腿部肌肉和膝關節的力量訓練。畢竟，要在瞬間賦予足球150公里以上的初始速度，並非易事。葛惟昆坦言，目前中國國內的球員中，鮮有人能踢出電梯球。
C羅的腿部肌肉分明
弧線球：馬格努斯效應下的詭異弧線
前文提到，C羅那一腳，混合了電梯球和香蕉球。
香蕉球，指的是踢出的足球在空中飛行出一道弧線，其落點偏離出射時的直線方向；在罰任意球時，這弧線就能繞過人牆，騙過守門員，讓人措手不及。
6月30日晚，在阿根廷對陣法國的八分之一決賽中，法國隊帕瓦爾踢出了一腳“世界波”。這是一個外腳背遠角外旋弧線球，乍看之下球直往門柱外而去，但又在最後時刻一個“風騷走位”轉入門內，直掛球門死角。
球迷說，這球神仙難救。
在難以預估的飛行路線背後，是
著名的馬格努斯效應。當一個旋轉物體的旋轉角速度矢量與物體飛行速度矢量不重合時，在與旋轉角速度矢量和平動速度矢量組成的平面相垂直的方向上將產生一個橫向力。受這種橫向力的推動，球的運動方向為旋轉矢量與速度矢量叉乘的矢量方向。
如果覺得不好理解，那麼假設你擁有上帝視角，現在從上往下俯視弧線球的軌跡。你會看到，球從右方踢向左方，球本身順時針旋轉，但球的飛行路線將向右偏轉。
這是因為，球在向前運動的過程中產生自旋，自旋帶動周圍氣體運動，一側氣流速度大，一側氣流速度小，產生壓力差，也就產生了力。如果球員想讓球最終偏向左邊，他可以巧妙地給球一個向右的初始力，同時使球旋轉。根據物理公式，距離越遠，速度越慢，球偏離角度也就越大。因此，我們能看到在香蕉球運行的末尾時刻，會發生更劇烈的偏轉，給守門員一個巨大的“驚嚇”。
“要踢出香蕉球，腳和球的接觸面積要大，接觸時間要長。踢的時候用腳弓或者外腳背，往反方向踢的同時帶動球旋轉。香蕉球對球員的力量要求不高，但對技術要求挺高。”葛惟昆說。
而落葉球其實和香蕉球的原理相同，只是它是豎直旋轉，看起來飄飄然飄向上空，結果又轉著轉著轉進球門，就是“不走尋常路”。
姆巴佩：下一代巨星
荷蘭球星克魯伊夫說過一句話，踢足球非常簡單，難的是踢簡單的足球。葛惟昆喜歡直接，於是他也喜歡這屆法國隊的踢法，而追風少年姆巴佩讓他印象尤其深刻。
追風少年姆巴佩
“速度快，腳下功夫還好，這種風格百年不遇。”葛惟昆認為，再過幾年，姆巴佩或許能成為繼梅西、C羅之後的下一代巨星，以速度為自身特色。他的踢法，也可能開啟一個新時代。或許這屆世界盃之後，世界足壇的踢球風格也會發生變化。
清華葛惟昆教授談姆巴佩，或是繼C羅梅西后的新一代球霸
足球是社會的縮影
縱觀世界上高水平的足球俱樂部，沒有哪家是像中國這樣，以公司命名的。巴塞羅那，皇家馬德里，曼徹斯特……這些帶著地域標記的名字，也是地域文化的凝結。“中國足球的落後是全方位的落後。”葛惟昆說，沒有傳統，沒有基層力量，所謂高水平國家隊，就只是空中樓閣。“也有人說，你一個外行為什麼要對足球指手畫腳。其實我和足球界沒有任何利益關係。談足球，和大家一樣，都是希望中國足球好。”
——葛惟昆
“足球裡有很多智慧。”葛惟昆說，“它需要充分準備，也需要勤勉練習。臺上一分鐘，臺下十年功，在足球中也如是。” 返回搜狐，查看更多
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關鍵字: 俄羅斯世界盃 世界盃足球賽 克里斯蒂亞諾·羅納爾多
