现在是第7届超级碗的时间,今年费城老鹰队将与堪萨斯城酋长队争夺冠军。虽然酋长队四年来第三次参加决赛,但赌注更倾向于老鹰队,因为他们整个赛季都保持着强大而稳定的进攻线,由四分卫贾伦·赫特斯领衔。但如果四分卫帕特里克·马霍姆斯完全从一个多星期前对阵辛辛那提猛虎队的比赛中脚踝扭伤中恢复过来,酋长队可能会挑战这种可能性。
最终,比赛可以归结为每一个投球。马霍斯已经证明了他在大多数情况下都能达到他的目标:他的足球螺旋是“我们看到的最接近打破物理定律的”,纽约联合学院(Union College)物理和天文学副教授查德·奥泽尔(Chad Orzel)说。“他成功地在一些奇怪的位置做出了一些令人惊叹的传球,这些传球看起来不会产生任何好的效果。”赫特斯本赛季也通过他的投球“急速进步”提升了他的水平。
投出完美的螺旋球似乎是超级碗四分卫的专利。但通过一些实践和科学知识,你也可以抛出完美的螺旋。
与棒球或篮球不同,美式橄榄球依靠螺旋旋转,因为它是长球形的。如果你让球旋转得足够快,它就会停留在它指向的同一轴上,并直接击中预定目标,Orzel说。这遵循角动量守恒定律:如果没有外力作用在物体上,物体保持其转速。
想象一个旋转的陀螺。当你扭转玩具并松开时,它会沿着你缠绕它的方向旋转,并将继续保持这个角度,直到另一个外力(比如你的手)使它停止。“足球也是如此,”Orzel解释道。“如果你让球绕着它的轴快速旋转,它就更有可能保持它的方向,并以空气动力学的形状在(空气中)飞行。”
在一场比赛中,在你被拦截或拦截之前,你有几秒钟的时间传球,最重要的是把球弹向你。弗吉尼亚州林奇堡大学的物理学教授约翰·埃里克·戈夫(John Eric Goff)解释说,这就产生了更小的空气阻力,这意味着球可以在直线上走得更远(只要它不遇到强风等外力)。他补充说,不稳定的飞行将导致更大的空气阻力,并需要更长的时间才能到达目的地。如果你必须避开防守球员,然后快速传球,你会得到不稳定的空气阻力,这也会影响投掷的准确性。
为了得到一个好的螺旋,你需要掌握角动量,这涉及到几个关键的物理因素。首先,一个人抓住球的鞋带就相当于扭矩——一种施加在物体上使其绕轴旋转的力的量度。换句话说,来自手指的摩擦力给了球旋转的牵引力。
其次,你需要完美地平衡球上的摩擦力和给球速度所需的向前的力。这需要强壮的核心肌肉来旋转身体,并增加投掷的力量。戈夫说:“汤姆·布雷迪过去经常练习快速旋转躯干,以帮助发展核心部位快速抽搐的肌肉。”
第三,手也必须放在球的后面,以给它前进的速度,但不能太向后,以防止旋转所必需的扭矩。戈夫补充说:“典型的NFL螺旋旋转速度约为每分钟600转,这是洗衣机旋转速度的低端,比直升机旋翼叶片的旋转速度高出30%左右。”“超车速度通常在45到60英里每小时之间,这与进入高速公路和在高速公路上行驶的汽车的速度相同。”为了获得最大的力量,把球拉回你的耳朵,就在你的腋窝上方,然后用你的肘部完全伸展来释放它。你的手腕应该在传球结束时指向下方。
了解足球螺旋背后的物理原理只是战斗的一半。两位物理学家都强调练习的重要性。练习可以很简单,比如看职业足球运动员的视频,用电脑模拟研究他们的技术,和朋友在公园里玩接球游戏。
实现一个完美的螺旋是具有挑战性的,但可行的。即使是你最喜欢的NFL四分卫,第一次投球也可能很笨拙。但经过练习,它们已经成为我们每年为之欢呼的理想投掷机。