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踢足球,學物理
NOV 23 ,2022
<本內容參考PASCO資源,轉載請註明出處>
「橫梁挑戰(Crossbar Challenge)」是一種非常流行的足球賽前賽,球員們需輪流踢球,讓它能夠擊中球門上的橫梁,擊中越多的球員則可以贏得此橫梁挑戰賽。看似簡單的過程,其實背後隱藏物理學中拋體運動的概念,以至於明星球員Neymar能夠取得5次踢球,每球全部擊中的成績。現在,就讓我們來學習足球相關的物理知識吧
- 在為球賽熱身時,Neymar向Aleksandar Mitrović挑戰橫梁,兩名都必須在距離球門11m處射門,但他們踢球的角度與速度可能會不同。橫梁距離地面2.4m,假設空氣阻力可以忽略不計,請回答下列問題:
- 如果Neymar以40。角度射門,需要0.87s才能擊中橫梁,那麼球的初速應該是多少?
- Mitrović以18.4 m/s的速度與41。角射門,它從橫梁上方1m處飛過。球在空中有多長的時間?
- 挑戰題:下一輪,Mitrović以21.0 m/s的速度踢球。確定球能夠擊中橫梁所需的最小和最大踢球角度
- 在一場比賽中,Lionel Messi以與地面呈45。角踢球,它達到的最大高度為3.2 m,並落在球場22.7m處。請回答以下問題:
- 球的初始速度是多少?
- 踢出足球後,需要多久時間球才落至地面
- 球的水平速度是多少?
- 當比賽進行時,若將足球踢出界外,則將執行角球以重新開始比賽。要踢出成功的角球,球員必須以正確的角度踢球,這樣球才能夠繞過對手,並落在隊友附近。在練習賽中,Cristiano Ronaldo踢出了42。的角球,球以26 m/s的速度射出。假設球在空中以拋體運動形式飛過,且可忽略空氣阻力,請回答以下問題:
- 足球什麼時候達到最高點?
- 足球所能達到的最大高度是多少?
- 在世界盃訓練時,Kylian Mbappé以41。角從地面踢球,當球以28.5m/s的初速射出時,在足球場對面54m外的對手開始跑步搶球。為了在球落地之前與球接觸,對手必須維持的平均速度是多少?
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