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
南京GDP五年跨越五个千亿级台阶 挺进全国大中城市十强******
中新网南京1月10日电 (记者 杨颜慈)1月10日上午,南京市第十七届人民代表大会第一次会议在南京人民大会堂开幕。记者从会上获悉,2022年,在多种因素承压下,南京经济交出亮眼成绩单:全市地区生产总值五年跨越五个千亿级台阶,改革开放以来首次迈进全国大中城市十强。
南京市代市长陈之常代表南京市人民政府在大会作《政府工作报告》。陈之常表示,过去五年,南京坚持稳中求进工作总基调,高水平全面建成小康社会,圆满完成“十三五”规划,制定实施“十四五”规划,“强富美高”新南京现代化建设迈出坚实步伐。
夜经济火热,打造南京消费不夜城。图为流光溢彩的夜秦淮。 泱波 摄五年来,南京“经济强”的实力更加彰显。GDP稳中有进,跨越五个千亿级台阶。对外开放再创佳绩,外贸进出口总量由611.9亿美元增长到920亿美元左右,累计使用外资223.3亿美元。
与此同时,创新成为南京闪亮的“城市名片”。报告显示,南京市高新技术企业从1844家增加到8800家以上。通过聚焦创新型产业体系打造,南京形成1个五千亿级和4个千亿级新兴产业集群。规上工业企业超4000家,培育国家制造业单项冠军企业16家。
在经济提质增效之际,民生不断改善,市民的“钱袋子”更鼓了。统计显示,南京民生投入年均增长5.9%,占一般公共预算支出比重保持在75%以上。居民人均可支配收入达6.9万元、年均增长7.3%,居民收入增长持续快于经济增速。
陈之常表示,刚刚过去的2022年,是新时代新征程中具有特殊重要意义的一年。南京承压前行、苦干实干,顶住了冲击、稳住了大局,全市经济社会发展总体实现稳中有进。
南京坚持“山水城林”融为一体的生态格局,经济发展同时让好山好水融入城市风光。 泱波 摄过去一年,南京全力保增长、稳大盘,经济运行实现企稳向好;聚力抓创新、强产业,转型发展动能更加强劲;大力推改革、促开放,机制活力持续优化提升;致力补短板、惠民生,群众生活水平稳步提高;强力守底线、防风险,社会大局保持和谐稳定。
统计显示,2022年南京预计全年地区生产总值增长2%左右,一般公共预算收入同口径正增长,社会消费品零售总额与上年基本持平。
南京经济在承压下提质增效。图为繁忙的港口码头。 泱波 摄值得关注的是,消费在南京经济发展中起到显著拉动作用。通过多方联动促消费回补,举办南京国际消费节,推出1000余场线上线下融合促消费活动,南京打造1000个消费新场景,新增商业品牌首店近300家,新街口商圈入选全国首批示范智慧商圈,熙南里街区入选第二批国家级夜间文旅消费集聚区,消费拉动作用稳步增强。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |