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
四川宜宾抓实产业促升级******
优质项目推进稳 数字经济势头旺
四川宜宾抓实产业促升级
本报成都12月20日讯(记者钟华林)今年以来,四川省宜宾市把抓实产业作为推动经济发展的支撑点,1月份至10月份,宜宾市GDP增速、规模以上工业增加值、招商引资签约金额、地方一般公共预算收入等经济指标均居四川省前列。
制造业新增项目是宜宾抓实产业的主要发力点。前9个月,全市385个重点项目完成投资770多亿元,102个项目开工建设。中材锂膜西南基地10亿平方米电池隔膜、四川铭丰电子10万吨铜箔、天原集团10万吨磷酸铁锂正极材料等重大产业项目接连开工。
位于宜宾高新区的英发德耀科技有限公司车间内,工人正紧张有序生产。前不久,这家生产高效晶硅太阳能电池片的企业一期工程投产运行,二期工程启动建设。“项目总投资110亿元,年产20GW电池片,明年全年订单已排满,投产后每天将有四五千万元产值。”公司副总经理陈龙介绍,项目从开工到投产仅用时5个月。
四川高景太阳能科技有限公司厂房已具雏形,该项目总投资220亿元、年产50GW单晶硅棒及30GW单晶硅片,年产值270亿元,一期工程将于近期正式投产。在现场组织施工的公司负责人张振忠介绍,项目用地700多亩,政府部门派干部守在工地,挂图作战,为项目施工提供全方位服务。
一批已投产项目正在发挥稳增长作用。前三季度,动力电池龙头企业四川时代实现产值同比增长42.1倍。日前,宜宾凯翼汽车有限公司总装车间停满了发往意大利等欧洲国家的电动汽车,制造中心经理叶小冬介绍,公司全面优化生产工序,产销两旺。
宜宾市经济合作和新兴产业局干部赵玥介绍,今年以来,仅动力电池一个产业,市、县两级共组织招商21次,重点走访数十家企业。据了解,宜宾市制造业大项目接踵而至,先后招商引进一批优质项目,前三季度累计招引项目196个,协议总投资2049亿元,动力电池、数字经济、信息服务业、晶硅光伏等重点产业得以延链补链强链。
抓实产业为宜宾经济增长增添动力,优质项目使经济发展质效稳步提升。1月份至10月份,宜宾工业投资增长22.9%,规模以上工业增加值增长7.2%,位居全省前列。其中,新兴产业动力电池实现爆发式增长,同比增长5倍;规模以上高技术制造业增加值同比增长89.5%。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)