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
加快构建网络空间命运共同体******
光明日报评论员
作为世界互联网大会国际组织成立后的首届年会,以“共建网络世界 共创数字未来——携手构建网络空间命运共同体”为主题的2022年世界互联网大会乌镇峰会拉开帷幕。国家主席习近平向大会致贺信。习近平主席强调:“面对数字化带来的机遇和挑战,国际社会应加强对话交流、深化务实合作,携手构建更加公平合理、开放包容、安全稳定、富有生机活力的网络空间。”习近平主席提出的理念主张,充分体现了对数字化发展趋势的深刻洞察,对人类社会发展进步的深邃思考,为深化数字领域交流合作、构建网络空间命运共同体指明了方向。
当今时代数字技术作为世界科技革命和产业变革的先导力量,日益融入经济社会发展各领域全过程,深刻改变着生产方式、生活方式和社会治理方式。作为全球最大的发展中国家和网民数量最多的国家,中国立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局,建设网络强国、数字中国,在激发数字经济活力、推进数字生态建设、营造清朗网络空间、防范网络安全风险等方面不断取得新的成效,为高质量发展提供了有力的服务、支撑和保障,为构建网络空间命运共同体提供了坚实基础。前不久胜利闭幕的党的二十大,科学谋划未来5年乃至更长时期党和国家事业发展的目标任务和大政方针,对中国互联网发展作出更加清晰的战略部署。
当前,世界百年未有之大变局加速演进,新一轮科技革命和产业变革深入发展。同时,世纪疫情影响深远,逆全球化思潮抬头,单边主义、保护主义明显上升,世界经济复苏乏力,局部冲突和动荡频发,全球性问题加剧,世界进入新的动荡变革期。互联网领域发展不平衡、规则不健全、秩序不合理等问题日益凸显,网络霸权主义对世界和平与发展构成新的威胁。个别国家将互联网作为维护霸权的工具,滥用信息技术干涉别国内政,从事大规模网络窃密和监控活动,网络空间冲突对抗风险上升。
网络空间治理呼唤更加公平、合理、有效的解决方案,全球性威胁和挑战需要强有力的全球性应对。在贺信中,习近平主席强调,中国愿同世界各国一道,携手走出一条数字资源共建共享、数字经济活力迸发、数字治理精准高效、数字文化繁荣发展、数字安全保障有力、数字合作互利共赢的全球数字发展道路,加快构建网络空间命运共同体,为世界和平发展和人类文明进步贡献智慧和力量。
党的十八大以来,习近平主席以恢宏气魄和远见卓识,敏锐洞察全球互联网发展大势,深刻把握数字化、网络化、智能化的时代潮流,着眼信息时代人类的前途命运和共同福祉,深入思考构建什么样的网络空间、如何构建网络空间等重大课题,创造性提出构建网络空间命运共同体的理念主张,全面系统深入阐释了全球互联网发展治理的一系列重大理论和实践问题,为网络空间的未来擘画了美好愿景、指明了发展方向。在习近平主席关于网络强国的重要思想指引下,我国积极参与全球互联网发展治理,主动参与互联网国际技术标准制定、网络基础设施建设和网络空间国际治理体系建设,共同推动全球互联网发展治理迈向更高水平。
一枕临流水,一网通天下。这场江南水乡里的互联网盛会已走入第九个年头。从第二届世界互联网大会上,习近平主席首次向世界发出“构建网络空间命运共同体”倡议至今,“构建网络空间命运共同体”的内涵不断丰富发展,影响日益深远,已经成为国际社会的普遍共识。今年的乌镇峰会,将再一次为共建网络世界、共创数字未来,探索网络空间命运共同体的时代答案献智献策。
互联网是人类共同的家园。无论数字技术如何创新发展,无论国际环境如何风云变幻,每个人都在网络空间中休戚与共、命运相连。建设和维护一个和平、安全、合作、有序的网络空间,关系到人类文明进程和发展命运,是各国的共同期盼和愿望。让我们携起手来,走出全球数字发展新道路,开创人类更加美好的网络未来!
《光明日报》( 2022年11月10日 01版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)