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
全球或陷“滞胀陷阱”?专家:未来十年地缘竞争或激烈化******
中新网北京7月10日电(记者 孟湘君)俄乌冲突开始后,西方国家对俄罗斯发起的制裁已达到一万多项。俄乌冲突、俄与西方之间的制裁与反制裁,对全球化进程和全球贸易、能源格局有何影响?近日,在中新社“东西问·中外对话”中,东方证券首席经济学家邵宇给出了自己的分析。
邵宇指出,西方在制裁当中冻结俄罗斯的外汇储备后,俄罗斯应对的办法就是能源出口。邵宇指出,俄罗斯不接受其他货币用于石油、能源贸易,只要用俄油气跟能源,一定要购买卢布,既然对卢布的需求在增长,它就会坚挺升值。
至少在这个阶段,他认为,卢布的走强使得俄罗斯确立了抗拒欧美,特别是美国金融制裁所起到的一定效应。也就是说俄罗斯用必不可少的石油需求,维护了自己货币的主权。俄在(全球)供应链当中的重要地位,目前看起来可能是无法取代的。
但对全球而言,不管是用卢布还是用美元计价,目前能源的价格都非常高。现在供应链的状态非常混乱,且混乱可能持续一段时间。地缘冲突包括高企的油价,可能把全球拉入一个很大的“滞胀陷阱”,对全球能源转型形成巨大冲击。
邵宇进一步分析,能源转型的一个逻辑是,让传统能源保持在(价格)较高位置,大家就会往新能源方向转移。这种转型可能会对全球格局包括化石能源、传统能源的需求发生一些中长期甚至是革命性的变化。
另一方面,对全球化本身来说,邵宇表示自己一直在研究这方面。他说,“我们习惯于把过去的全球化叫做全球化的3.0版”,三类国家构成了全球化循环的完整结构。
第一类是俄罗斯、乌克兰这样的能源或者资源型国家;第二类叫做生产型经济体,这些国家的经常账户盈余超过GDP4%以上;最后一类消费型国家比如南欧国家、美国,经常账户赤字占GDP4%以上。
现在不管是地缘冲突还是一些国家间的竞争,已经导致全球化结构断裂了。全球可能进入到一种地缘竞争更激烈,不同国家的联盟形成竞争集团的过程,有点像一战跟二战之间的一种低迷状态。
他预测,这样一个状态可能会持续10年甚至更长时间,所以不管是资源型国家转型,生产型国家能力提升,还是约束消费型国家滥发货币,都要找到新的合作领域,达到一个新的平衡,但这个平衡比较难达到。
所以,要做好准备,来应对可能会出现的各种风险跟不确定性。比如美元的武器化或者是更激烈的技术竞争形式等,或将成为各国必须面对的问题。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)