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
专家:“一带一路”倡议为世界经济增长开辟了新空间******
中新网北京1月10日电 (记者 阚枫)2023年是共建“一带一路”重大倡议提出10周年,如今,这一重大倡议已经成为深受欢迎的国际公共产品和国际合作平台。近期,相关专家在中新社“东西问·中外对话”中表示,“一带一路”倡议是全球治理的中国方案,为世界经济增长开辟了新空间,符合全球化时代世界人民的利益追求。
中国社科院学部委员、中国边疆研究所所长邢广程表示,长久以来,亚欧大陆都存在“不通”的问题,从古丝绸之路到如今的“一带一路”,“互联互通”一直都是亚欧国家追求的目标。
“到目前为止,没有一个横贯亚欧的高速公路、高速铁路,这是技术问题吗?显然不是。”邢广程说,现在的“互联互通”有两层含义,一方面是物理的联通,如铁路、公路、网络、石油天然气管道等;另一方面是软制度的联通,如贸易和投资便利化等。
邢广程说,中国提出“一带一路”倡议为世界经济增长开辟了新空间,为全球治理提供了中国方案,“这个时候,美国就坐不住了,他不断脱钩筑坝,从多个维度有意作梗。”
邢广程分析,美国在乌克兰危机背后下了很大功夫,客观上对丝绸之路经济带,对欧亚“五通”产生影响。同时,美国又拉小圈子,在海上搞印太经济框架,在21世纪海上丝绸之路上再做堵点,美国不断在陆上和海上给亚欧制造新堵点,这种战略意图非常明显。
“‘一带一路’没有排斥美国,也希望美国参加,但是,‘你不当头就不参加,你要参加必须当头,必须听你的话’,这种帝国思维已不适合21世纪的发展。”
邢广程说,从文明视角看,美国动作的背后就是西方文明优越论,他不容忍东方文明去设计沟通东西方创新性合作的模式,特别是他认为会挑战其霸权的模式,所以采取了各种各样的方式围堵。
西南大学伊朗研究中心主任冀开运分析,“一带一路”是全球治理的中国方案,其精神是共商、共建、共享,这三个“共”也是全球化时代人类的共同目标,符合全球化时代全球人民的利益追求。
冀开运表示,中国经过40多年的改革开放深入融入全球化,而这时西方的自利心态就凸显出来,“你不能比我富裕,不能比我平等,全球化的好处只应属于我。因此,当中国成为国际秩序建设者、维护者时,这样的国际秩序他们宁可不要。”
冀开运称,全球化时代,中国离不开世界,世界也离不开中国,各国彼此需要,“脱钩”绝不符合世界人民的利益,也不符合中美两国人民的利益。“拉帮结派鼓噪对华围堵、脱钩,说明美国政客的狭隘和短见。太平洋很大,完全可以包容中美两国人民的发展要求”。(完)