投出完美的足球螺旋球是科学上的一项壮举

现在是第 57 届超级碗，今年费城老鹰队将与堪萨斯城酋长队争夺冠军头衔。虽然酋长队四年来第三次闯入决赛，但人们押注老鹰队获胜的可能性略高，因为他们整个赛季都保持着强大而稳定的进攻线，由四分卫杰伦·赫茨领衔。但如果四分卫帕特里克·马霍姆斯从一周多前对阵辛辛那提猛虎队的脚踝扭伤中完全恢复，酋长队可能会打破僵局。

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最终，比赛的结果可能取决于每一次投掷。马霍姆斯已经证明他在大多数情况下都能命中目标：纽约联合学院物理学和天文学副教授查德·奥泽尔说，他的足球螺旋球是“我们所见过的最接近违反物理定律的球”。 “他设法从奇怪的位置做出一些惊人的传球，这些传球看起来不会产生任何好处。”赫茨本赛季也通过“飞速进步”投掷技术提升了自己的水平。

投掷完美的橄榄球螺旋球似乎只有超级碗四分卫才能做到。但只要多加练习并掌握科学知识，你也可以投掷出完美的螺旋球。

足球运动员为什么会投出螺旋球？

与棒球或篮球不同，美式足球由于其椭圆形形状而依靠螺旋旋转。奥泽尔说，如果让球旋转得足够快，它将保持指向的同一轴线并直接击中目标。这符合角动量守恒定律：如果没有外力作用于物体，物体的旋转速度就会保持不变。

想象一下陀螺。当你转动玩具并松开时，它会沿着你转动的方向旋转，并继续保持直立的角度，直到另一个外力（如你的手）使它停止。“这与足球是一样的，”奥泽尔解释说。“如果你让球绕着轴快速旋转，它更有可能保持方向并以空气动力学形状飞过[空中]。”

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在比赛中，如果你有几秒钟的时间传球，然后就会被拦截或拦截，那么最重要的就是将球头朝向自己弹开。弗吉尼亚州林奇堡大学物理学教授、《金牌物理学：运动的科学》一书的作者约翰·埃里克·戈夫解释说，这样可以减少空气阻力，意味着球可以沿直线飞得更远（只要它不遇到强风等外力）。他补充道，不稳定的传球会导致更多的空气阻力，需要更长的时间才能到达目的地。如果你必须躲避防守队员然后快速传球，你就会受到不稳定的空气阻力，这也会影响投掷的准确性。

如何投掷足球螺旋球

要想打出完美的螺旋球，你需要掌握角动量，这涉及到几个关键的物理因素。首先，一个人握住球带时产生的力矩就是扭矩——一种施加在物体上使其绕轴旋转的力的量度。换句话说，手指的摩擦力使球有牵引力旋转。

其次，你需要完美平衡球上的摩擦力和使球加速所需的向前力。这需要强大的核心肌肉来旋转身体直至肩膀，并增加投掷力量。“汤姆·布雷迪过去常常练习快速旋转躯干的训练，以帮助发展核心的快速收缩肌肉，”戈夫说。

第三，手也必须放在球的后面，以赋予球向前的速度，但不能太靠后，以免产生旋转所需的扭矩。“典型的 NFL 螺旋球每分钟旋转约 600 转，这是洗衣机转速的最低值，比直升机旋翼的转速高出约 30%”，戈夫补充道。“传球速度通常在 45 到 60 英里/小时之间——与汽车进入和在高速公路上行驶的速度相同。”为了获得最大力量，将球拉回腋窝上方的耳朵处，然后完全伸展肘部将其释放。传球结束时，手腕应朝下。

了解足球螺旋背后的物理原理只是成功的一半。两位物理学家都强调练习的重要性。练习可以很简单，比如观看职业足球运动员的视频、使用计算机模拟研究他们的技术以及和朋友在公园玩接球游戏。

投出完美的螺旋球很有挑战性，但可以做到。即使是你最喜欢的 NFL 四分卫，第一次投掷可能也会很笨拙。但经过练习，他们已经成为我们每年都为之欢呼的理想投掷机器。