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
观千里“江山”,感知习近平眼中的“人民”******
(近观中国)观千里“江山”,感知习近平眼中的“人民”
中新社北京9月22日电 题:观千里“江山”,感知习近平眼中的“人民”
作者 钟三屏
中央党史和文献研究院法文专家戴维力(Jean DELVIGNE)的手机里,存着北宋王希孟所作《千里江山图》的扫描照片,这是他为了翻译“江山就是人民、人民就是江山”特意下载的。
如何为中国最高领导人习近平多次谈到的这句话找到最精准的翻译?这位外籍专家观中国山岳河流,品读中华文化,感受到“江山”在中国政治词汇中的独特意涵:“江山”是中国人对国家和政权的形象表达,与人合为一体、不可分离,人民是“江山”的核心。
古往今来,跨越语言、肤色和地域,国家与人民的关系始终是一个重要命题。执政者如何认识和感知“人民”,也是一门“世界语”。
“江山就是人民、人民就是江山”,习近平道出了当代中国对“人民”的理解。
以世界背景为参照,更能感知习近平这句话的“中国味道”。
戴维力从西方文化中为它找到了一个对应的表达——拉丁语短语“Vox Populi, Vox Dei”,意思是“人民的声音至高无上”。
在戴维力看来,中国政治家所说的“江山”象征一种天然有机的权力,“天人合一”,“江山”和“人民”融为一体,就像人们日常喝水、用水种地一样“无法分开”。而西方人通常认为人和大自然是分开的,西方的政治、制度和哲学都在讲“分离”,这是中西方最根本的不同。
“如果我们从政治理论来分析‘江山就是人民、人民就是江山’,这句话就像习近平在说‘我们的政治制度和我们的人民不分离’。”戴维力说。
从历史角度看,今日中国执政者对人民的认知,以中华传统文化为“源”,以中国社会土壤为“根”。
中国人千年前就提出“民惟邦本,本固邦宁”“天地之间,莫贵于人”,把人摆在社会和价值体系重要位置。在论述关于国家制度和治理的丰富思想时,习近平多次强调民本观念对执政的借鉴意义。
在继承爱民利民、富民惠民等理念基础上,中共提出“党在任何时候都把群众利益放在第一位”的人民立场,赋予民本新的时代价值。习近平强调,中国共产党“根基在人民、血脉在人民、力量在人民”。
中国共产党探索本国道路的百年史,也是一部“人民观”的践行史。
在中国著名的政治地标北京长安街上,中南海新华门内影壁上的“为人民服务”五个大字,就是百年基因最显性的表达。
习近平指出,“打江山、守江山,守的是人民的心”。在观察家看来,习近平关于“江山”和“人民”关系的阐述,究其本质强调的是“人心向背”这一根本性问题。
放眼世界,“治乱兴衰”的案例屡见不鲜。习近平反复用“塔西佗陷阱”“霸王别姬”“历史周期率”等经验教训告诫全党,“政之所兴在顺民心,政之所废在逆民心”。
戴维力还观察到,中共执政者与西方现代国家的一个区别,是不仅代表人民,还带领人民,“通过说服人民,让人民赞同,带领人民去做伟大的事业”。
从“人民江山论”视角出发,中共把人民看作江山本身、视为建政执政的价值所在,也为跳出历史周期率提供了启迪。
“‘江山就是人民、人民就是江山’,这就像是一句可以雕刻在人民大会堂外观上的话,代表了一个最重要、最基本的原则。”戴维力说。(完)(图片素材来源:新华社、中新社、中新网)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)