当足球遭遇高海拔 等

当足球遭遇高海拔

“当你在观看2010南非世界杯比赛的时候,可能已经发现队员之间的长传球很容易传过头,”美国国家航空航天局(NASA)的工程师拉比・梅塔说,“原因也许在于南非的空气密度与低海拔地区有所不同。”

在地球表面,随着地势的升高,地球对大气层气体分子的引力逐渐减小,因此空气密度也就随之减小。南非世界杯9个主办城市的共10座球场中,除了开普敦、伊丽莎白港与德班的球场外,其他7座球场的海拔基本都超过1000米,而决赛举办地约翰内斯堡的海拔更高达1753米。此外,温度也会对空气密度产生影响:气温每上升10℃,空气密度就降低3%。南非的冬季昼夜温差很大,通常当地时间16时开打的比赛,上半场天气还温暖如春,下半场就变得异常寒冷。因此在比赛期间,海拔和温度对大气密度的影响都不容忽视。

空气密度对足球的空气动力学影响主要体现在空气对球的升力及阻力上。空气阻力会减缓球的运行速度,而升力则会使球偏离直线运动轨迹。当物体周围的空气密度较小时,这两种力都会减小。因而,同样踢一脚球,与地处海平面的球场相比,在约翰内斯堡的球场上,球的飞行速度更快,线路也更直。这也许就是导致英格兰门将格林在小组赛对阵美国队的比赛中扑救对方球员射门时,对球速和飞行路线估计不准,出现“黄油手”的原因吧。

我们来设想一次从外正对球门18米的地方瞄准球门左上角的射门。假设在海平面环境下,这脚射门完成之后,足球的飞行速度是每秒22.8米,它将在0.789秒之后破门。而在海拔1700米的高度完成同样的一脚射门之后,球速会比在海平面处更快,到达球门线所需的时间更短,这就使得它下降距离不足,足球最终将被球门横梁挡住弹出。

因此,2010南非世界杯的参赛球员不仅需要适应体能上的“高原反应”,还要时刻警惕足球的“高原反应”。生理和空气动力学两方面的因素都使得那些来自高海拔地区的球队更占优势,或许这可以从某一方面解释南美球队在本届世界杯上一举占据“八强”半数席位的“神勇”表现?

奇妙的“倒脸效应”

仔细观察图1中两幅倒立的撒切尔夫人头像,乍一看是不是觉得差别不大?但将头像正立过来之后你就会发现,右边的脸完全不是正常的面孔,五官的位置都被打乱了。

这就是面孔知觉中著名的“撒切尔效应”: 倒立的面孔比正立的面孔更难以识别。在正常状态下,一旦人的面部特征发生变化,我们能够立即加以识别;但在倒立状态下,我们一时之间就很难感觉到异样。

最近约克大学的研究人员还发现,倒立的面孔看起来更“瘦”。图2中左边的人脸看起来是不是不像右边的那么胖?其实,这只是同一张照片的不同摆放罢了。研究者认为,这可能是面孔内五官的特性会影响人对面孔整体形状的判断的缘故。

笔者一直苦恼于自己的一张“大脸”,尤其是拍大头贴或者是证件照的时候,更是觉得自己的脸大得要把整个镜头都塞满了。但是现在,不用再担心“大脸”不上镜的问题了,把照片倒过来看就OK啦。

充分发挥你的“破坏欲”

左图中有20个点,以其中4个点为顶点的正方形有许多个,图中只画出了两个。

请问,至少需要删掉其中多少个点,才能使得剩下的点中的任意4个都不能形成正方形?

(答案在本期内找)