绕过人墙、半路转弯 怎么在世界杯踢出超帅“香蕉球”?******
又到了四年一度的世界杯
不知道大家是否还记得
2018届世界杯中
葡萄牙和西班牙相遇的小组赛
C罗在最后时刻力挽狂澜
踢出被解说员叹为
“翩若惊鸿,宛若蛟龙”的
“C型”任意球,扳平比分
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
【十年经略】中国经济如何实现“高质量发展”?******
中新网北京9月30日电题:中国经济如何实现“高质量发展”?
记者 石睿 宋宇晟
“不能不顾客观条件、违背规律盲目追求高速度。”2012年12月15日,在中央经济工作会议上,习近平总书记如是强调。
加满油、把稳舵、鼓足劲,付出异乎寻常的努力,推动新时代中国经济由高速增长转向高质量发展。这十年,“从量的扩张转向质的提升,从‘有没有’转向‘好不好’”,成为中国经济发展的鲜明特征。
高速增长阶段转向高质量发展阶段
改革开放以来,中国创造了第二次世界大战结束后一个国家经济高速增长持续时间最长的奇迹,从一穷二白发展成世界第二大经济体,从落后的农业国发展为制造业大国。
不过,随着经济总量不断增大,中国在发展中遇到了一系列新情况新问题。
时针拨回2012年,中国经济增速自新世纪以来首次滑落至8%以下,多年来经济高速增长的背后,隐忧显现:一些地方和部门存在片面追求速度规模、发展方式粗放等问题,加上国际金融危机后世界经济持续低迷影响,经济结构性体制性矛盾不断积累,发展不平衡、不协调、不可持续问题突出。
“经济发展面临速度换挡节点,如同一个人,10岁至18岁期间个子猛长,18岁之后长个子的速度就慢下来了。”
“速度再快一点,非不能也,而不为也。”通过转变经济发展方式实现持续发展、更高水平发展,是中等收入国家跨越中等收入陷阱必经的阶段。
中国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,这是中共中央在十九大报告中对新时代中国经济发展做出的重大判断。
“这是一个凤凰涅槃的过程。如果现在不抓紧,将来解决起来难度会更高、代价会更大、后果会更重。我们必须咬紧牙关,爬过这个坡,迈过这道坎。”习近平指出了新时代中国经济转变发展方式的重要性和必要性。
以新发展理念引领高质量发展
习近平总书记强调,推动高质量发展是做好经济工作的根本要求。高质量发展就是体现新发展理念的发展,是经济发展从“有没有”转向“好不好”。
不能简单以生产总值增长率论英雄,必须实现创新成为第一动力、协调成为内生特点、绿色成为普遍形态、开放成为必由之路、共享成为根本目的的高质量发展。
这十年,创新驱动发展战略深入实施,科技创新为高质量发展提供源头供给。人工智能、大数据、区块链、量子通信等新兴技术加快应用,培育了智能终端、远程医疗、在线教育等新产品、新业态。太阳能光伏、风电、新型显示、半导体照明、先进储能等产业规模居世界前列。
这十年,中国经济发展的平衡性、协调性、可持续性增强。城乡居民人均可支配收入之比由2012年的2.88缩小至2021年的2.50,人均消费支出之比由2.57缩小至1.90。京津冀、长三角、珠三角三大地区,以及一些重要城市群,正在成为带动全国高质量发展的新动力源。
这十年,“绿水青山就是金山银山”理念深入人心。2012年以来,中国以年均3%的能源消费增速支撑了年均6.6%的经济增长,能耗强度累计下降了26.4%,相当于少用了14亿吨标准煤。
这十年,中国的对外开放广度和深度得到了全面拓展。商品出口占国际市场的份额由11%上升到15%,货物贸易第一大国的地位得到了增强;利用外资的规模不断扩大;对外签署的自由贸易协定数由10个增加到了19个;建设了21个自贸试验区和海南自由贸易港,打造了一系列对外开放的新高地、试验田,形成了全方位、高水平对外开放的新格局。
这十年,改革发展成果更多更公平惠及全体人民。2021年,中国宣告脱贫攻坚战取得了全面胜利,完成了消除绝对贫困的艰巨任务;全国居民人均可支配收入35128元,比2012年增加18618元;全国居民恩格尔系数为29.8%,比2012年下降3.2个百分点。
不论“创新驱动”,还是“生态优先”……都已成为十年来中国高质量发展的众多维度之一,中国正在推动高质量发展上闯出新路子,迈向新征程。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)