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
学习贯彻党的二十大精神,推动社会建设学科发展——2022年全国党校(行政学院)系统社会建设学科发展研讨会顺利召开******
光明网讯(记者 徐倩阳)为深入学习贯彻党的二十大精神,进一步加强全国党校(行政学院)系统社会建设学科的交流与合作,12月30日,中央党校(国家行政学院)社会和生态文明教研部以线上形式召开2022年全国党校(行政学院)系统社会建设学科发展研讨会。中央党校(国家行政学院)副校(院)长龚维斌出席开幕式并讲话,中央党校(国家行政学院)社会和生态文明教研部主任褚松燕主持开幕式。
龚维斌指出,在全党全国掀起学习宣传贯彻党的二十大精神热潮之际召开本次研讨会,恰逢其时,很有意义。他强调,全国党校(行政学院)系统深入学习贯彻党的二十大精神、推动社会建设学科更好发展,需要着重把握好五个方面。一是深刻认识过去5年工作和新时代10年伟大变革的重大意义。通过深入研究阐释社会建设方面的历史性成就、历史性变革及其重大意义,深刻领悟“两个确立”的决定性意义,坚决做到“两个维护”。二是深刻认识社会建设在中国特色社会主义事业中新的地位和作用。中国式现代化的五个中国特色都与社会建设密切相关,社会建设各领域在党的二十大报告中的全新布局也凸显社会建设战略地位的提升。三是全面理解新时代新征程社会民生领域的最新部署和任务要求。深刻理解民生建设目标的重大转变,准确领会在发展中保障和改善民生的基本要求,精准把握主要民生领域的新任务新要求。四是准确把握新时代新征程完善社会治理体系的基本要求。党的二十大报告站在推进国家安全体系和能力现代化的战略高度,对完善社会治理体系作出新的部署。五是以党的二十大精神为指导,共同推动社会建设学科更好发展。要紧紧围绕党的二十大提出的社会建设方面的重大理论、重大战略问题开展研究,并学会运用科学的世界观和方法论,认真进行调查研究,不断扩展国际视野,积极开展交流协作。
上午的主旨演讲分为上下半场,由中央党校(国家行政学院)社会和生态文明教研部副主任赖德胜、党总支专职副书记刘能杰分别主持。中国人民大学社会与人口学院院长冯仕政、中央党校(国家行政学院)社会和生态文明教研部丁元竹、北京师范大学经济与工商管理学院万海远、安徽省委党校(安徽行政学院)社会和生态文明教研部主任张超、河北省委党校(河北行政学院)社会和生态文明教研部主任黄晓雪、新疆维吾尔自治区委党校(新疆维吾尔自治区行政学院)公共管理教研部主任艾玲、上海市委党校(上海行政学院)社会学教研部主任马西恒等7位专家学者,围绕新时代新征程社会建设相关理论与实践问题依次作了主题演讲。
下午的五个平行论坛,分别围绕发展中国特色社会主义社会学、中国式现代化与中国社会建设、扎实推进共同富裕、增进民生福祉提高人民生活品质、完善社会治理体系等议题开展了研讨交流。40位参会代表在平行论坛作了专题发言,来自《新华文摘》《浙江学刊》《管理学刊》以及全国党校(行政学院)系统的10位专家学者作了点评发言。
此次研讨会由中央党校(国家行政学院)社会和生态文明教研部主办。来自中央党校(国家行政学院)、地方党校(行政学院)、高等院校、期刊杂志社的专家学者及媒体代表约150人参加。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)