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
曼谷APEC,习近平为什么引用孔子这句话?******
(近观中国)曼谷APEC,习近平为什么引用孔子这句话?
中新社曼谷11月19日电 题:曼谷APEC,习近平为什么引用孔子这句话?
中新社记者 梁晓辉 郭金超
“知者不惑,仁者不忧,勇者不惧。”
18日,泰国曼谷,在亚太经合组织(APEC)第二十九次领导人非正式会议上,中国国家主席习近平用这句中国古语,力倡各方构建亚太命运共同体。
当地时间11月18日上午,亚太经合组织第二十九次领导人非正式会议在泰国曼谷国家会议中心举行。国家主席习近平出席会议并发表题为《团结合作勇担责任 构建亚太命运共同体》的重要讲话。 新华社记者 鞠鹏 摄这句话出自孔子的《论语·子罕》,大意为:智慧的人不疑惑,仁德的人不忧愁,勇敢的人不畏惧。其中的智、仁、勇,是中国儒家推崇的品德,体现三种不同境界。
在亚太地区,儒家文化具有广泛影响力。APEC风云际会之时,以此凝聚共识,既是一种外交语言艺术,更是着眼当下国际形势,对亚太所需共识的精准判断,让人印象深刻。
的确,亚太需做知者。
本次APEC曼谷会议,被视为历史十字路口上的一次会议。面对亚太地区出现的经济增长整体低迷,以及疫情延宕、全球化逆流、安全风险的叠加,亚太合作未来怎么走,考验着地区智慧。
泰国首都曼谷街头2022年APEC会议标识。新华社记者 郭磊 摄 图片来源:新华网我们看到,中方再次呼吁倡导开放的区域主义,强调开放包容、合作共赢,坚持维护国际公平正义,坚持命运与共。东道国泰国也敦促大家把重点放在建设一个可持续和包容性的世界上。“开放、包容、联通”成为APEC会议上的响亮声音。
有评论称,越是国际局势紧张的时候,潜伏于世人心里的“公道”便会浮上来,推动构筑并加固维护和平与稳定以及公平与正义的堤坝。这正是一种智慧的体现。
亚太应做仁者。
80亿的地球人口中,亚太地区占了三分之一。仁者爱人,让亚太人民都“过上好日子”是亚太初心。
柬埔寨金边、印尼巴厘岛、泰国曼谷,“亚洲时刻”接连举行的三场重要会议,克服分歧、实现团结、寻求发展,主旋律或许各有侧重,落脚点都是实现人的更好发展。
中国正致力于以自身发展,推动本地区国家和人民走向更好未来。APEC时间,习近平向世界系统阐述中国式现代化的愿景。在这个愿景下,实现脱贫、达至小康的14亿多中国人,将走向共同富裕,使中等收入群体在未来15年超过8亿。
“治国之道,富民为始。”这一中国智慧,同样益于世界。此次,习近平还提出了“共同富裕的亚太”理念,展现出中国一贯的立场:中国式现代化是开放的,欢迎各国参与。这无疑将给亚太人民共同过上好日子展示更多可能性和确定性。
亚太更要做勇者。
当前的亚太,是世界新兴力量上升的发展极,却也被守成大国视为“兵家必争之地”。翻看这几天西方媒体的报道,对“亚洲时刻”颇多着墨,但仍充斥着固执的冷战思维。
因而,地区各国更需做勇者,既不被大国的博弈而裹挟,又不被眼前一时的利益而“浮云遮眼”,排除干扰,实现地区独立自主的安全和发展。
“亚太地区不是谁的后花园,不应该成为大国角斗场。”本次APEC曼谷会议上,来自中国的声音引发共鸣。
这也让人想起本月初习近平在北京会见德国总理朔尔茨时所引用的一句话:“政治家应当以宁静接受那些不能改变的,以勇气改变那些能改变的,用智慧分清其中的区别。”
眼下,世界变局风云激荡,亚洲的政治家们亦需要以知者、仁者、勇者的担当,以命运与共的意识,作出有利于地区发展的选择。
正如这几天的曼谷街头,APEC会议随处可见的标志——一个以当地手工艺编制竹篮为灵感的符号,当地人称之为“Chalom”。它向前来曼谷的人们传递这样一个信息:
亚太的美好未来,亦需齐心共同编织。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)