18新利最新登入足球的物理学是如何运作的吗gydF4y2Ba

当足球穿过空气时,它总是遵循一个弯曲,或gydF4y2Ba抛物线gydF4y2Ba路径,因为球的运动在垂直方向力的影响gydF4y2Ba重力gydF4y2Ba。当球旅行,重力减慢下来,直到它停止简单的峰值高度;球然后归结,重力加速,直到它击中地面。这是路径启动或抛出的任何对象(足球、箭头、弹道导弹)和gydF4y2Ba抛射体运动gydF4y2Ba。了解抛物运动,因为它适用于足球,让我们看看一个赌注(图1)。当踢球一个足球,他可以控制三个因素:gydF4y2Ba

球的旋转——螺旋或立式圆筒形——会影响飞行的球慢下来,因为球是受到空气阻力的影响。18新利最新登入螺旋踢会减少空气阻力,不会慢下来一样,能够在空中待的时间更长,比一个立式圆筒形踢走的更远。球的速度和踢的角度确定的主要因素:gydF4y2Ba

当球离开了船夫的脚,它正与给定gydF4y2Ba速度gydF4y2Ba(速度和方向角)根据gydF4y2Ba力gydF4y2Ba他把球踢。球在两个方向上移动,横向和纵向。因为球在一个角度,推出速度分为两块:一个水平分量和垂直分量。18新利最新登入球在水平方向上,以多快的速度有多快球进了垂直方向取决于踢的角度。如果球踢到了一个陡峭的角度,就会有更多的速度比水平方向,垂直方向的球就会高,滞空时间很长,但旅行一段短距离的路。但如果球踢过一定会有更多的水平方向的速度比垂直方向,球不会很高,腾空时间较短,但是旅行远的距离。船夫必须决定最好的角度来看他的位置。这些相同的因素影响传球或射门得分。18新利最新登入然而,射门踢球是一项更为艰巨的任务,因为球经常达到高峰之前到达直立的高度。gydF4y2Ba

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一个足球的抛物线路径可以由这两个方程描述:gydF4y2Ba

y = Vyt - 0.5 gt2gydF4y2Ba

y = VgydF4y2Ba_ygydF4y2Bat - 0.5 gtgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba

x = VxtgydF4y2Ba

x = VgydF4y2Ba_xgydF4y2BatgydF4y2Ba

计算滞空时间(gydF4y2BatgydF4y2Ba_总gydF4y2Ba),峰高(gydF4y2BaygydF4y2Ba_{马克斯gydF4y2Ba}),最大范围(gydF4y2BaxgydF4y2Ba_{马克斯gydF4y2Ba})的投资,你必须知道初速度(gydF4y2BaVgydF4y2Ba)球的足球运动员的脚,和角(gydF4y2BaθgydF4y2Ba踢的)。gydF4y2Ba

速度必须分解成水平(gydF4y2BaVgydF4y2Ba_xgydF4y2Ba)和纵向(gydF4y2BaVgydF4y2Ba_ygydF4y2Ba)组件根据以下公式:gydF4y2Ba

滞空时间(gydF4y2BatgydF4y2Ba_总gydF4y2Ba)必须由这两个公式:gydF4y2Ba

一旦你知道腾空时间,您可以计算最大范围(gydF4y2BaxgydF4y2Ba_{马克斯gydF4y2Ba}):gydF4y2Ba

你可以计算时间(gydF4y2BatgydF4y2Ba_1/2gydF4y2Ba)球的峰值高度:gydF4y2Ba

你可以计算峰高(gydF4y2BaygydF4y2Ba_{马克斯gydF4y2Ba}),用这两个公式:gydF4y2Ba

例如,踢的速度90米/秒(27.4米/秒)的一个角30度会有以下值:gydF4y2Ba

垂直和水平速度的组件:gydF4y2Ba

滞空时间:gydF4y2Ba

最大的范围:gydF4y2Ba

在高峰时间高度:gydF4y2Ba

峰高:gydF4y2Ba

如果我们把相同的计算速度,但一个45度角,然后我们得到一个腾空时间3.96秒,最大射程76.8(84码),和峰高为36.5米(120英尺)。如果我们改变的角度踢到60度,我们得到一个腾空时间4.84秒,最大射程66.3(72码),和峰高为54.5米(179英尺)。注意,当踢的角度变得陡峭,球在空中挂长,高。同时,踢的角度增加,球的距离增加到最大(达到45度),然后减少。gydF4y2Ba

当我们看运动员在球场上,可以考虑几个方面:gydF4y2Ba

阵容位置gydF4y2Ba

当我们看背上的位置,进攻和防守,我们看到他们通常远离并列争球线两侧的进攻和防守巡边员。他们的定位使他们房间,或时间gydF4y2Ba加速gydF4y2Ba从静止状态和达到高速度、运行球或球载体。注意,后卫有更多空间来加速比巡边员和宽接收器比后卫有更多空间。所以后卫比巡边员可以达到更高的速度,和宽接收器可以达到的最高速度。gydF4y2Ba

改变方向gydF4y2Ba

让我们来看一个例子的运行在四分卫的手球跑回来。首先,跑锋从一组位置,静止,加速全速(22英里/小时或9.8 m / s)在2 s接到球。他的加速度(a)是:gydF4y2Ba

= (vf - vo) / (tf)gydF4y2Ba

= (vgydF4y2Ba_fgydF4y2Ba- - - - - - vgydF4y2Ba_ogydF4y2Ba)/ (tgydF4y2Ba_fgydF4y2Ba- tgydF4y2Ba_ogydF4y2Ba)gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba= (9.8 m / s - 0 m / s) / (2 - 0)gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba= 4.9 m / sgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba

他运行的流程(如右边),他认为恒速(= 0)。当他看到一个开放的线,他脚工厂停止向右运动,改变方向,加速在前场的公开化。通过种植他的脚,他适用gydF4y2Ba力gydF4y2Ba的地盘。迫使他适用于地盘帮助完成两件事:gydF4y2Ba

阻止他向右运动,两股力量一起工作。首先是他自己的力量适用于草坪植物时他的脚。第二个是力量gydF4y2Ba摩擦gydF4y2Ba他的脚和地盘。跑步改变方向的摩擦是一个极为重要的因素。如果你看过一场足球比赛在雨,你见过会怎样利用跑步者当有小摩擦。下面是当运动员试图改变他的运动方向在湿表面:gydF4y2Ba

作用力和摩擦力必须停止向右运动。让我们假设他停在0.5 s。他的加速度必须:gydF4y2Ba

*负号表明运动员正在加速向相反的方向,到左边。gydF4y2Ba

所需的力(F)停止他的产品质量(m),估计为98公斤(220磅),和他的加速度:gydF4y2Ba

加速向前场的,他把对草坪和草皮对他实行大小相等方向相反的力,从而推动他在前场的。这是艾萨克的一个例子gydF4y2Ba牛顿第三运动定律gydF4y2Ba,即“每一个行动都有一个平等的,但相反的反应。”Again, if he accelerates to full speed in 0.5 s, then the turf applies 1921 N, or about 500 lbs, of force. If no one opposes his motion upfield, he will reach and maintain maximum speed until he either scores or is tackled.

运行在一个开放的领域gydF4y2Ba

当运行在一个开放的领域,玩家可以达到最大gydF4y2Ba动力gydF4y2Ba。因为动量是质量和速度的乘积,可以让玩家不同的群众都有相同的势头。例如,我们的运行将有以下动量(p):gydF4y2Ba

125公斤(275磅)能有相同的势头,他将不得不移动速度为7.7米/秒。动量是重要的停止(解决,堵塞)运动员在球场上。gydF4y2Ba

解决和阻止跑步者依赖于物理的三个重要原则:gydF4y2Ba

当运动员和防守者gydF4y2Ba

当我们运行正朝着田野,他有一个gydF4y2Ba动力gydF4y2Ba960年kg-m / s。阻止他,改变他的势头——一个防守者必须在相反的方向施加一个脉冲。gydF4y2Ba冲动gydF4y2Ba产品的应用和时间的力量。因为冲动是一个产品就像动力,可以应用相同的冲动如果一个变化影响的力量或接触的时间。如果一个防守想解决我们跑回来,他会申请960 kg-m / s的冲动。如果解决发生在0.5秒,施加的力的大小是:gydF4y2Ba

F =冲动/ tgydF4y2Ba= (960 kg-m / s) / (0.5) = 1921 N = 423磅gydF4y2Ba

另外,如果防守回增加接触的时间跑回来,他可以使用更少的力量来阻止他。gydF4y2Ba

在任何冲突或解决毫无以外的力量,由冲突本身,总动量的之前和之后必须是相同的碰撞,这是gydF4y2Ba动量守恒gydF4y2Ba。让我们看看三个案例:gydF4y2Ba

的讨论,我们将考虑一个gydF4y2Ba弹性碰撞gydF4y2Ba,球员不碰撞后保持联系。gydF4y2Ba

在许多情况下,防守者试图抓住球载体,和两个可以一起旅行。在这些gydF4y2Ba非弹性碰撞gydF4y2Ba,一般反应将上面的相同;18新利最新登入然而,在例2和3,合并后的玩家将的速度向前或向后移动将会降低。这减少速度是由于这一事实的不同动力现在分布在两名球员的质量相结合,而不是一个球员的质量较小的势头。gydF4y2Ba

教练经常告诉他们的球员来解决一个跑步者低。通过这种方式,跑步者的脚将在空中旋转的方向解决。让我们看看这个:gydF4y2Ba

想象一下,跑步者的质量集中在一个点被称为gydF4y2Ba质量中心gydF4y2Ba。对于男人来说,重心位于或略高于肚脐;女性往往有其质心低于肚脐,靠近臀部。所有尸体都简单的对其质心旋转。所以,如果一个力作用于两侧的质心,对象会旋转。这被称为旋转力量gydF4y2Ba转矩gydF4y2Ba,是力的大小的产品应用和质心的距离施加的力的大小。因为扭矩是一个产品,相同的扭矩可以应用于一个对象在不同距离的质心变化的力应用:需要更少的力量远比近从质心。通过解决一个跑步者——远离质心低需要武力解决他不如如果他解决高。此外,如果一个跑步者是完全在他的重心,他不会旋转,而是将驱动的方向解决。gydF4y2Ba

同样,教练通常建议巡边员保持在低位。这带来了他们的质心接近地面,所以对方球员,无论他多么低,只能联系他们附近的质心。18新利最新登入这使得对方球员很难移动它们,因为他们不会在接触旋转。这种技术的关键是一个防守的前锋在捍卫自己的目标在“红色”地区,过去10码在球门线前。gydF4y2Ba

我们只有涉及物理学的应用程序,因为他们与足球。记住,这知识似乎是本能;多数情况下,球员和教练不会有意识地将物理力学转化为他们的运动。但通过翻译,我们可以理解和欣赏更多么惊人的一些物理壮举的足球场。18新利最新登入同时,应用物理学足球带来更好、更安全的设备,会影响运动的规则,提高运动能力,增强了我们的连接到游戏。gydF4y2Ba

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