當足球遭遇高海拔 等

當足球遭遇高海拔

“當你在觀看2010南非世界杯比賽的時候，可能已經發現隊員之間的長傳球很容易傳過頭，”美國國家航空航天局(NASA)的工程師拉比·梅塔說，“原因也許在于南非的空氣密度與低海拔地區有所不同。”

在地球表面，隨著地勢的升高，地球對大氣層氣體分子的引力逐漸減小，因此空氣密度也就隨之減小。南非世界杯9個主辦城市的共10座球場中，除了開普敦、伊麗莎白港與德班的球場外，其他7座球場的海拔基本都超過1000米，而決賽舉辦地約翰內斯堡的海拔更高達1753米。此外，溫度也會對空氣密度產生影響:氣溫每上升10℃，空氣密度就降低3%。南非的冬季晝夜溫差很大，通常當地時間16時開打的比賽，上半場天氣還溫暖如春，下半場就變得異常寒冷。因此在比賽期間，海拔和溫度對大氣密度的影響都不容忽視。

空氣密度對足球的空氣動力學影響主要體現在空氣對球的升力及阻力上。空氣阻力會減緩球的運行速度，而升力則會使球偏離直線運動軌跡。當物體周圍的空氣密度較小時，這兩種力都會減小。因而，同樣踢一腳球，與地處海平面的球場相比，在約翰內斯堡的球場上，球的飛行速度更快，線路也更直。這也許就是導致英格蘭門將格林在小組賽對陣美國隊的比賽中撲救對方球員射門時，對球速和飛行路線估計不準，出現“黃油手”的原因吧。

我們來設想一次從禁區外正對球門18米的地方瞄準球門左上角的射門。假設在海平面環境下，這腳射門完成之后，足球的飛行速度是每秒22.8米，它將在0.789秒之后破門。……