新闻来源:翻译自weblab.caltech.edu/features/40
2010世界杯激战正酣,关于这次比赛用球“普天同庆”的讨论也是越来越激烈。FIFA和阿迪达斯一直声称那是最高科技的足球,但很多球员表示这次的比赛用球“根本就是地摊货”。从已经进行的比赛来看,守门员的低级失误和后卫莫名奇妙的失误似乎比往届世界杯要多些。FIFA最近也承认了这次的比赛用球有问题(详情点击这里)。
翻译一篇来自加州理工学院的科学测试文章,了解下足球出现问题的原因。
世界杯正全面展开,其新的比赛用球叫做“Jabulani”,在祖鲁语中意为“庆祝”(中文名:普天同庆)。然而,球员却没法“庆祝”起来。他们中的许多人都抱怨说球的轨迹很难预料,而且球本身实在是难以控制,以至于莫名其妙的传球,没有准星的射门和“黄油手”等现象的时有发生。那么,到底是什么原因引起了这些抱怨呢?加州理工学院的工程师,航空系助理教授 Beverley McKeon 把Jabulani放到了风洞实验室里(原文是Lucas Adaptive Wall Wind Tunnel),他们的发现似乎可以解释Jabulani的运动轨迹为什么会很难判断。
首先,经典的黑白色足球,由32块5边形,6边形表皮缝合而成,沟槽较深。而Jabulani仅由八块表皮组成,沟槽很浅,表面还有有细微的纹路(气动力凹槽Aero grooves点击)。McKeon解释说:“富有质感的表面让湍流(百度百科点击)更易贴着球表面流动,因此可以减少运动员踢出的足球在飞行中所遇到的阻力,让球踢得更远。”(这也可以解释为什么高尔夫球表面有凹痕)。被踢出的足球在空中减慢速度后,足球周围的气流从湍流变得平顺。很可能是Jabulani的这种在飞行中的细节与普通的足球有很大的不同,导致足球运动员觉得Jabulani的运动轨迹很难预测。也有可能是风、旋转或是其他影响了Jabulani的运动轨迹。当球在空中运动时,周围的变化的气流可能导运动路径其不可预测,这让很多足球运动员觉得惊愕。
不过,Jabulani并非那么不可预测以至于运动员无法学会控制它。“这就像换了个球,人们总是要花点时间去适应它” McKeon解释道。而且从流体力学的角度来看,Jabulani也很有趣。她和她的同事研究粗糙的表面如何影响空气流动,对于足球表面空气的流动研究是McKeon研究的一个实验模型的自然延伸。
该团队的进行的测试由博士后 Michele Guala,研究生Ian Jacobi以及来自加州大学圣地亚哥分校的Melissa Christensen于今夏,在McKeon的实验室中完成。