被踢出的球为什么会迅速升降?
又为什么会“拐弯”呢?
首先我们来了解一下任意球
任意球是啥?
任意球是罚球的一种。它是一种在足球(或手球)比赛中发生犯规后重新开始比赛的方法。
任意球分两种:直接任意球,踢球队员可将球直接射入犯规队球门得分;间接任意球,踢球队员不得直接射门得分,球在进入球门前必须被其他队员踢或触及。判罚前场任意球后会使用一种泡沫喷剂划定球的摆放位置,以及人墙的站位,发任意球时需要用手触球,然后在裁判哨响后踢球。
香蕉球?能吃吗?
事实上,C罗踢出的这种任意球在足球比赛中并不少见。
在1997年,在巴西对法国的一场足球比赛中,巴西足球运动员Roberto Carlos,在没有通向球门的直接路线的情况下,从35米外开出一个任意球。他的射门使球飞过球员,并在快要出界的时候急转向左,砸入球门。
图源:网络 香蕉球图解
球的突然拐弯让在场球员,特别是法国守门员根本来不及反应。这个史上最漂亮,最具标志性和最违反物理学定律的任意球,被叫作“香蕉球”。法国物理学家对此研究了数年,终于用“马格努斯效应”解释了这个问题。
马格努斯效应
图源网络
当一个旋转物体的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时,在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力。在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象。这是流体力学中的一种现象。
图源:陕西师范大学物信院 马格努斯效应示意图
旋转物体之所以能在横向产生力的作用,是由于物体旋转可以带动周围流体旋转,使得物体一侧的流体速度增加,另一侧流体速度减小。
是不是听得云里雾里?
香蕉球轨迹
球在气流中运动时,如果其旋转的方向与气流同向,则会在球体的一侧产生低压,而球体的另一侧则会产生高压。运动员的用力方向朝右,所以足球逆时针旋转。拐点处足球左侧产生低压,右侧产生高压,这样就导致足球存在横向的压力差,并形成向左侧的力。
图源:NKPhysics
根据物理公式,距离越远,速度越慢,球偏离角度也就越大。因此,我们能看到在香蕉球运行的末尾时刻,会发生更剧烈的偏转,给守门员一个巨大的“惊吓”。
我也能踢出和C罗一样的球吗?
回到文章开头提到的C罗“力挽狂澜”的任意球,这一球不止踢出了上述“香蕉球”的概念,同时也混合了“电梯球”,即指大力踢出的足球,下落很快,像是从电梯上下坠,它实际上是高速飞行的足球受到重力和大雷诺数阻力下的运动轨迹。
图源: 中国物理学会期刊网 皮尔洛的“电梯球”
葛惟昆教授解释说:“踢出电梯球的一大关键要素,就是球的初始速度要快。”要踢电梯球,球的初始速度应该接近150公里/小时,没错,就是一辆车在高速公路上狂飙的速度。
图源:科学世界
研究人员在进行场景模拟时发现,要想让100公里/小时以上速度的任意球避开人墙(假定在距离约9米远的位置有5名身高1.8米的对方球员并排)成功射门,球离开地面时与地面的夹角必须控制在15°~17°之间,也就是仅有2°的精度范围(在距离球门25米的位置,踢出转速为每秒8转的侧旋弧线的情况)。
如果是足球,以每小时90千米的速度每秒旋转8转,球会在这个距离内弯曲3米以上。
图源见水印
而踢出弧线的关键在于,落脚点在偏离球心的位置,偏离球心的幅度越大,球的转速越快。有研究人员称,安德烈亚皮尔洛等优秀的任意球球员会使球的旋转轴倾斜角度大于侧旋,让马格努斯力倾斜向下发挥作用,从而踢出“球速快、大幅弯曲的同时又急剧下沉的”球路。
资料来源:科学世界、中国物理学会期刊、科技日报、天津科普说、NKPhysics
整理:董小娴
中共二十大为世界经济变局扮演“常量”******
(中共二十大·观察)中共二十大为世界经济变局扮演“常量”
中新社北京10月19日电 题:中共二十大为世界经济变局扮演“常量”
中新社记者 李晓喻
当百年变局叠加世纪疫情,中国经济、世界经济都面临剧烈变革。在这个非常时期,中共二十大指明了未来5年乃至更长时期中国经济的前进方向,这将对全球产生深远影响。
此次大会对改革与发展理念和路径的坚持,将有效提振人们对世界经济前景的信心,避免悲观预期进一步蔓延。
10月16日,中国共产党第二十次全国代表大会在北京人民大会堂隆重开幕。 中新社记者 毛建军 摄在中国经济总量已达百万亿元人民币规模之际,二十大报告重申了中共多年来的信条:发展是党执政兴国的第一要务。报告中,“坚持和完善社会主义基本经济制度”“毫不动摇巩固和发展公有制经济,毫不动摇鼓励、支持、引导非公有制经济发展”等几代中国人耳熟能详的重要表述依然居于显要位置。
过去十年,这些经济发展理念和路线不仅让中国经济实力有了历史性跃升,也使全球从中受益。中共二十大报告指明,中国将沿着这一被实践证明的成功之路坚定不移走下去。
这种坚持是对此前海外一些针对中国经济政策担心和质疑的最有力回应,也给世界经济吃下“定心丸”。用康宝莱全球高级副总裁郭木的话说,“二十大报告让我们看到了中国市场的确定性”,这足以为全球经济发展带来信心。
此次大会还发出了中国将坚定不移扩大开放的宣言书,这对稳定世界经济“基本盘”具有重要意义。
眼下,世界经济正位于十字路口。疫情余波还未退散,又遇逆全球化、单边主义、保护主义明显抬头,地缘政治紧张局势一再升级,产业链供应链出现多处梗阻。是继续“开门迎客”,在最大范围内互通有无,还是“筑墙设垒”,将多边贸易体制进一步推向分裂,各国对这个问题的答案很大程度上决定了全球经济未来几十年甚至更长时间的命运。
二十大报告给出了中国的回答:坚持对外开放的基本国策,坚定奉行互利共赢的开放战略,坚持经济全球化正确方向。“稳步扩大规则、规制、管理、标准等制度型开放”,“加快建设贸易强国”,“维护多元稳定的国际经济格局和经贸关系”等一系列部署,则为中国开放决心提供了具体支撑和落脚点。
资料图:上海洋山深水港。 殷立勤 摄作为全球140多个国家和地区的主要贸易伙伴,中国坚持高水平对外开放不仅将给其他国家带来新的广阔市场和海量机遇,助其早日走出低谷,更重要的是起到一种示范效应。
“越是‘脱钩断链’甚嚣尘上,越要反其道而行之,以开放合作不断‘筑链’,创造新的联系,让国际经济格局保持稳定。从长远看,这是对全球经济治理最负责任的行为。”中国商务部原副部长魏建国说。
如果从更宏大的视角观之,中共二十大报告除了为世界经济注入“强心针”外,还为其打开了一扇眺望更美好未来的新窗。
目前,距离联合国2030年可持续发展议程的“交卷时间”越来越近,但各国尤其是发展中国家内部发展不平衡、不充分问题仍未得到有效解决。
此次大会将高质量发展列为全面建设社会主义现代化国家的首要任务,冀望走出一条能以尽可能小的投入换来尽可能多的产出,且能更好惠及全体民众,实现人与自然和谐共生的新路。这是一个相当高的目标和追求。一旦实现,不仅将为许多同样在探索发展道路的国家提供宝贵经验,在整个人类历史上都将记下浓墨重彩的一笔。
中国国际经济交流中心总经济师陈文玲对中新社记者称,要化解人类社会发展到今天积累的种种存量矛盾以及潜在的增量矛盾,高质量发展是唯一切实可行的选择。中国对高质量发展的探索,将为全球解决可持续发展难题给出“中国答案”,作出中国贡献。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |