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
数字化为全球经济注入新动能******
两部“互联网发展报告蓝皮书”发布——
数字化为全球经济注入新动能
光明网记者 李政葳 孔繁鑫
在过去的一年里,中国和世界互联网发展取得哪些新进展、新成就?又呈现出哪些新趋势?11月9日,在2022年世界互联网大会乌镇峰会期间,《中国互联网发展报告2022》《世界互联网发展报告2022》蓝皮书对外发布。
蓝皮书由中国网络空间研究院牵头,由国内外互联网领域高端智库和研究机构参与编撰完成,自2017年起连续6年面向全球发布,已成为世界互联网大会的一项重要成果。
中国数字社会建设更加均衡包容
《中国互联网发展报告2022》从网络基础设施、数字经济、数字化公共服务、网络文明、网络安全、网络法治及网络空间国际交流合作等7个方面,立体呈现了中国数字化转型过程中的新实践、新成就。
截至2022年6月,中国累计建成开通5G基站185.4万个,建成全球规模最大的5G网络;光纤宽带加速升级,千兆用户规模达到5591.1万户,全国超过300个城市启动千兆光纤网络建设;物联网产业规模突破1.7万亿元……一系列数据,清晰展现了中国数字化转型发展中取得的亮眼成绩。
记者留意到,蓝皮书中专门用一个章节系统介绍了数字社会建设情况。“我国数字社会建设更加均衡包容。近年来,我国大力推动信息惠民、网络扶贫和电信普遍服务,在数字鸿沟治理方面一直走在国际前列。”中国网络空间研究院副院长李颖新说。
世界进入全面数字化转型发展期
《世界互联网发展报告2022》重点立足全球视野,梳理总结世界互联网发展情况,客观反映在国际复杂环境下,各国积极探索、推动发展、应对挑战的新举措、新进展、新成果。
“从总体上看,全球互联网仍然在曲折中前进、在竞争中发展。”李颖新介绍,世界进入全面数字化转型的发展时期,数字技术创新仍是全球战略重点;此外,互联网领域发展不平衡、规则不健全、秩序不合理等问题日益凸显。
蓝皮书显示,2021年全球47个国家的数字经济增加值规模达38.1万亿美元,同比名义增长15.6%,占GDP的比重达45%。“数字经济为全球经济增长注入新动能,成为推动全球经济复苏的重要引擎。”李颖新说,疫情之下,越来越多的经济活动转移到线上,催生了远程医疗、在线教育、在线办公等新的业态和经济增长点;数字技术与实体经济融合创新的特征更加明显,继消费互联网之后,产业互联网成为各方关注的重点。
《光明日报》( 2022年11月11日 07版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)