作為一位從1990年
開始看世界盃的老球迷
小科君總覺得大家對足球
越來越沒有熱情
然而
今天早上起來
發現朋友圈裡小夥伴都
在刷著世界盃的信息
要知道
昨天的俄羅斯和沙特
在足球世界裡實在算不上熱門
由此看出
大家對足球還是真愛啊
所以
小科君也在蹭蹭熱度
講講足球運動中的科學
“電梯球”是什麼
早些時候，讓足球守門員頭痛的是“香蕉球”。這種球看似拋物線球，踢向某一個方向，但實際上它不會沿著常規的拋物線路線走，而是會在下落的過程中發生偏轉，讓守門員難以判斷和撲救。但近些年來，比“香蕉球”更讓守門員頭痛的則是“電梯球”。
這種球從被踢出就獲得了強大的動能，所以一開始會高速沿直線前行，但由於空氣氣流的影響，這種球在飛行過程中會顫動——忽左忽右或忽上忽下，最後會以更大的坡度急墜，好像電梯一樣急上急下，讓守門員難以招架。因此，人們稱之為“電梯球”。
那麼，“電梯球”為什麼會出現急墜現象呢？美國研究人員認為，這是“馮·卡門旋渦”造成的。這種旋渦是流體力學中的一種重要現象：在一定條件下穩定的某種流體——如空氣，繞過某些物體時，物體兩側會週期性地出現旋轉方向相反、排列規則的雙列旋渦。後來人們用它的發現者科學家馮·卡門的名字，命名了這種現象。這種現象在自然界常會遇到，如水流過橋墩，風吹過高塔、煙囪、電線等的時候都會形成。
對於高速運動的足球來說，當出現這種旋渦時，旋渦會對足球產生一個週期性的交替變化的橫向作用力，對足球左推右搡——這才使球出現了顫動；當這種作用力的頻率與足球的顫動頻率接近時，就會引起共振，加上地球引力的作用，就會讓足球急速向下——這才出現了急墜現象，“電梯球”便由此產生。
款式能影響足球物理性能？
改變足球的款式，真能影響足球的物理性能嗎？沒錯！因為足球的表皮材質、縫線真的會對足球的運動軌跡造成影響。實驗數據表明，與光滑的球體比較，表面相對粗糙的足球在低速時受到的阻力更小，高速時受到的阻力更大。
俄羅斯世界盃用球早在2017年11月就已確定。國際足聯當時發佈了2018年世界盃比賽用球“電視之星18”,這款足球在製作工藝上有很多突破。首先,這款足球不是縫合而是黏合的。以往的足球是由膠皮內膽外包皮革塊縫合而成,製作工藝簡單粗糙,在球的外表可以看到縫合線,而且由於人工縫合,有些線頭容易斷裂。
“電視之星”的內膽較以往沒有太大改變,但外部皮革只有6塊拼接面料,6塊面料通過無縫拼接技術,在皮革內接觸面附著熱熔膠,使其牢牢貼在內膽上,這樣足球外表的接合處就沒有縫隙了。足球表面的光滑設計更符合空氣動力學原理,足球在著力後也更不容易發生形變。
另外，這款足球中植入了NFC芯片。NFC即近距離無線通信技術,可以簡單理解為手機的傳感器,這種技術在短距離數據傳輸上應用廣泛,比如手機藍牙的數據交換、銀行閃付、駕駛汽車時的場景切換、連接無線網絡、定位獲取、門禁識別、電子票務和身份識別等都是NFC的主戰場。由於這種技術具有近距離(10—100米)、低複雜度、低功耗、低數據速率、低成本等特點,所以,國際足聯嘗試將該技術運用在足球比賽中。植入NFC芯片的足球,可以被場外設備迅速捕捉到相關數據信息,比如球的接觸面力度、位移軌跡、位移速度、位移方向等。
簡而言之,科學化使足球比賽具有了更多的穩定性,減少因為球本身的問題而帶來的競技失誤。智能化使足球比賽具有了更多的可能性,球迷、教練、管理者都可以利用NFC技術各取所需。
點球決勝時的賭徒謬論
從觀眾到科學家，對於世界盃的一大興趣點就是點球。來自英國倫敦大學學院的研究者們，在研究了1976-2012年期間的所有世界盃和歐洲盃決賽圈賽事，他們得出的結論是：“賭徒謬誤”會使門將在點球大戰中陷入困境。
首先解釋一下賭徒謬誤，它也稱為蒙地卡羅謬誤，是一種機率謬誤，主張由於某事發生了許多次，因此接下來不太可能再次發生；或由於某事很久沒發生，因此接下來很可能會發生。賭徒謬誤的思維方式亦是如此：拋一枚公正硬幣，連續出現越多次反面朝上，下次拋出正面的機率就越大，拋出反面的機率就越小。
在研究分析中，心理學家們假定射門球員的踢球方向、守門員的撲救都是隨機事件。但這其中，研究人員發現了個特別的“預測模型：如果門將連續三次撲向相同方向後，第四次撲救守門員有69%的幾率會撲反向。
這篇研究做出一個假設：如果主罰者們召集起來一起討論，那第四名球員射進概率將出奇的高。如果踢點球時，門將想不被這個研究所擊倒，或許他們需要抵制賭徒謬誤。研究給出的建議是：最好的方式就是提前計劃好撲救方向，並堅決地執行。潛臺詞是，門將們，你們瞎撲吧。
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