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
稳定增长的关键一招,中国要做好这件事!******
文/陈溯
随着疫情防控政策优化,我国经济已迈入复苏轨道。面对国际环境的风高浪急和国内转型的挑战重重,如何推进中国经济加快复苏成为当下我国社会经济发展的重要课题。6日,在第十九届中国改革论坛上,多位专家聚焦改革开放展开深度讨论,以改革开放为钥,试图找到中国经济复苏、稳增长的有效方案。
改革开放需提速
“近两年来,受疫情影响,中国国内经济增长持续减弱,同时,经济发展的外部环境复杂性、不确定性上升。”中国体改研究会会长彭森表示,面对这些风险和挑战,必须保持战略定力,坚定做好自己的事,必须向改革要动力,坚持市场化改革,持续推进更高水平的对外开放。“改革开放是决定中国当代命运的关键一招,也是推动中国经济加快复苏、稳定增长的关键一招。”
除了当下的风险挑战呼唤中国改革开放加快推进,中国进入全面建设社会主义现代化国家、高质量发展的新阶段也要求中国改革开放实现新拓展。
全国政协社会与法制委员会副主任张季表示,当前,中国社会的主要矛盾已经转变为民众日益增长的对美好生活的需求和不平衡不充分发展之间的矛盾,这就要求从关注经济规模和经济增长的过程转向关注增长的品质和增长的效率,全面建设社会主义现代化国家,必须加快转变发展方式,更多依靠创新驱动,推动质量变革、效率变革、动力变革。
如何纵深推进改革开放?
中共二十大明确提出,要坚持社会主义市场经济改革方向,坚持高水平对外开放,构建高水平社会主义市场经济体制。为中国未来的改革开放道路指明了方向。对于如何促进改革开放纵深发展,与会专家从市场化改革、高水平开放、高质量发展等方面提出政策建议。
1.市场化改革
“中国距离建成一个成熟、高水平的社会主义市场经济体制还有差距,重点领域还有不少硬骨头要啃,比如,市场体系仍不够完善,市场在资源配置中还难以发挥决定性作用,政府对微观经济活动干预仍然过多,一些行政垄断、市场壁垒、地区分割等现象严重影响了全国市场的统一,破坏了正常的市场竞争机制,民营经济平等竞争的地位尚未真正建立起来。”彭森表示,当前应重点推进市场化改革,加快完成从计划经济向市场经济的彻底转变,加快建成比较成熟、完善、高水平的社会主义市场经济体制。
对于如何推进市场化改革,全国政协经济委员会副主任宁吉喆建议,要充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,必须确定企业在市场中的主体地位,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。要建立高标准市场体系,不仅是统一开放、竞争有序的市场体系,也是要素市场化改革深化、全国统一大市场畅通的市场体系。要深化要素市场化改革,完善产权保护、市场准入、公平竞争、社会信用等市场经济基础制度,优化营商环境。
中国国际经济交流中心副理事长王一鸣表示,当前,推进全国统一大市场建设要坚持问题导向、回应市场关切、大力提振市场信心,特别是提振企业和企业家信心,让国企敢干、民企敢闯,而最紧迫的还是要调动民营企业和企业家积极性。
2.高水平开放
中国经济体制改革研究会副会长、中国(海南)改革发展研究院院长迟福林表示,从未来的趋势看,以高水平开放推动制度型变革,以开放形成改革的强大动力,应当是全面深化改革的重要务实选择。
对于如何推动高水平开放,宁吉喆表示,要稳步扩大制度型开放,加强规则、规制、管理、标准等主动对接国际高标准市场规则体系。要进一步健全外商投资准入前国民待遇加负面清单管理制度,依法保护外商投资权益,对内资也要营造市场化、法治化、国际化的一流营商环境。积极参与全球治理体系改革和建设,坚持经济全球化的正确方向,坚持贸易和投资自由化便利化,深化双边多边和区域合作,维护多元稳定的国际经济格局和经贸关系,促进国际宏观经济政策协调,推动建设开放型世界经济。同时推动共建“一带一路”高质量发展。
3.以高质量发展为抓手
高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务,与会专家认为,以高质量发展驱动社会主义现代化建设也是深化改革开放的重要抓手,大力推动创新、协调、绿色、开放、共享的发展。
中国气候变化事务特使解振华表示,碳达峰、碳中和是推进各领域转型创新的重要机遇,中国产业应该抓住这一机遇,把“双碳”作为促进传统业务转型、降低经营成本、扩大投资收益、优化生产经营布局、重塑价值链的机遇和抓手,主动采取建立绿色供应链,研发新技术新模式新业态,投资新领域,提高能源资源的利用效率,降低生产经营碳足迹的行动,从而实现高质量发展。
张季表示,实现高质量发展,要加快构建发展的新格局,尤其要注重科技创新,实施创新驱动发展战略,打好关键核心技术攻坚战,做实做优做强实体经济。同时,要实现发展的均衡性,实现区域协调发展战略,还需要实现社会公平性,把增进民生福祉作为发展的根本目的。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)