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
汉语盘点2022揭晓:“中国式现代化”“新型实体企业”等入选年度十大新词语******
12月20日,国家语言资源监测与研究中心、商务印书馆、光明网联合主办的“汉语盘点2022”结果揭晓。除了“稳”“党的二十大”“战”“俄乌冲突”分别当选年度国内字、国内词、国际字、国际词外,活动还公布了“我的眼睛就是尺”等年度十大流行语,“新型实体企业”等年度十大新词语。
年度流行语反映时代特征,勾勒大事小情:“党的二十大”胜利召开,“太空会师”标注航天领域的中国高度,“数字经济”驱动社会生产方式改变和生产效率提升……
年度新词语记录生活新变化、社会经济新发展:冬奥点燃“冰雪经济”,“中国式现代化”创造人类文明新形态,“新型实体企业”正蓬勃发展……
新时代,更加重视融合发展。从城乡一体化、筹建粤港澳大湾区等方针举措的落地,到“一带一路”倡议、弘扬“全人类共同价值”,无一不贯穿着融合发展的思想。具体到产业、企业,数实融合已成为面向未来实现高质量发展的必答题。
“十四五”规划和2035年远景目标纲要强调,要促进数字技术与实体经济深度融合,赋能传统产业转型升级,催生新产业新业态新模式,壮大经济发展新引擎。
在探索数实融合创新发展的过程中,涌现出一批具备实体企业属性,又有数字技术能力的“跨界”企业,而今,它们有了一个新的词语标签——“新型实体企业”。
无独有偶,“数字经济”也入选了今年十大流行语。从国家统计局对数字经济的界定(《数字经济及其核心产业统计分类(2021)》)来看,其基本范围包含数字产业化和产业数字化两方面。其中,产业数字化部分即是“数字技术与实体经济的融合”,涵盖智慧农业、智能制造、智能交通、智慧物流、数字商贸、智慧能源等数字化应用场景,这为评价“新型实体企业”划定了标准和范围。
新时代,造就了新型实体企业。作为数实融合催生的企业新类别,新型实体企业不仅代表着实体经济先进的生产力,同时也代表了数字经济健康发展的方向——要服务于实体经济,数实融合发展已成为全球共识。
就在上个月,中国企业评价协会对1.7万家样本进行测评,综合考量了实体性、科技性、生态普惠性三项指标,发布了“2022新型实体企业100强”,国家电网、京东、华为名列前三,进入前十的还有京东方、工业富联、海尔智家、比亚迪、美的、小米、百度。榜单集中呈现了一批优秀标杆,旨在发挥示范作用,为企业数实融合创新发展带来先行经验,带动更多的传统产业转型升级,为我国实体经济高质量发展“助攻”。
2022新型实体企业100强-TOP20
中国企业评价协会秘书长刘李佳对此解读,新型实体企业前身多为工业制造、零售流通等传统领域的实体企业,普遍坚守“兴办实业”初心,经历了数智化转型、线下线上融合等产业数字化过程发展至今,延续了传统实体企业重实业资本、重固定资产、重人力资源的经营模式,沉淀了大量的社会化基础设施,为疫情冲击之下我国经济稳增长和防风险提供了坚实的实体产业支撑。
“工厂来了,村里就富了”,这是工业化时代许多农村孩子的集体记忆。新时代,新型实体企业或许会接过接力棒,与数实融合大潮中的弄潮儿一起,踏上新征程。(林一诺)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)