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
中国兜牢民生保障底线,居民收入实现稳定增长******
(经济观察)中国兜牢民生保障底线,居民收入实现稳定增长
中新社北京1月18日电 (记者 刘亮)面对复杂严峻的内外部挑战,中国国民经济顶住压力持续发展,牢牢兜住民生保障底线,实现居民收入的稳定增长。
中国国家统计局日前公布的数据显示,2022年中国国内生产总值(GDP)突破120万亿元(人民币,下同),达到121万亿元。按年均汇率计算,120万亿元人民币折合约18万亿美元,稳居世界第二位。从GDP增速情况看,中国GDP增长3%,该数据与国际主要经济体相比,仍是一个较快的速度。据国际货币基金组织预测,美国、日本2022年GDP增长均不会超过2%。
过去一年,面对多重超预期因素的反复冲击,中国经济能取得上述成绩并不容易。国家统计局局长康义强调,这意味着中国经济韧性强、潜力大、空间广,且长期向好的基本面没有改变。
值得一提的是,中国GDP增速实现较快增长的同时,居民收入也在稳定增长。数据显示,2022年全国居民人均可支配收入实际增长2.9%,与经济增长基本同步。
中国人民大学中国资本市场研究院联席院长赵锡军指出,通常情况下,经济增长与居民收入呈正相关,经济增长快,居民收入也会随之加快,但二者并非必须实现同幅度、同步增长,关键还要看政府对于民生保障的力度。决策者越强调民生,民众就能更多享受到经济增长的好处。
透过国家统计局披露的数据,也能进一步看到中国官方过去一年在民生领域的投入力度。
数据显示,2022年中国官方对居民收入保障加强,全国居民人均转移净收入比上年名义增长5.5%,快于全部居民收入增速。民生领域投资增加,2022年社会领域投资比上年增长10.9%,其中卫生和社会工作投资增长26.1%,比上年加快6.6个百分点。
与此同时,在就业领域,2022年中国城镇新增就业1206万人,超额完成1100万的预期目标;一系列援企稳岗的就业帮扶政策落实落地,对高校毕业生、农民工等重点群体的就业稳定产生了积极的影响,切实保障就业和收入来源,有力稳住了就业基本盘。
在仲量联行大中华区首席经济学家兼研究部总监庞溟看来,保持物价水平稳定也是切实保障民生的关键。2022年中国居民消费价格指数(CPI)全年上涨2%,单月涨幅始终运行在3%以下,明显低于世界其他主要经济体通胀水平。
“这标志着中国统筹协调并较好地完成了稳物价、促发展、保民生任务,有效保障了粮食安全、能源安全,切实缓解了中下游企业成本压力并持续优化上下游工业利润结构,充分稳定了市场预期和经济社会大局。”庞溟说。
展望2023年,康义表示,中国经济将整体好转,诸多有利条件将继续为GDP和居民收入的稳定增长创造良好环境。“经济好转,就业会相应改善,居民收入也会相应提高,这将有效带动提高居民的消费能力和消费意愿。”
全国政协经济委员会副主任宁吉喆表示,近三年疫情,对中小微企业、个体工商户和灵活就业者、自主经营者冲击较大。对此,他建议,要以进一步落实助企惠民政策,优化调整防疫政策为契机,切实增加这两部分人的收入。同时,还要在现有政策框架下继续扩大覆盖面,把符合条件的困难民众和低收入群体纳入保障范围,保障这部分人收入稳定增长。
康义强调,随着中国疫情防控转入新阶段,各项政策不断落实落细,生产生活秩序有望加快恢复,中国经济增长内生动力将不断积聚增强。下一步,官方将继续做好稳就业和增收入相关工作,切实保障好民生。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)