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
苏州:政策创新增强新就业群体使命感******
【新时代新征程新伟业】
光明日报记者 苏 雁 光明日报通讯员 姬尊雨
12月23日,在江苏省苏州市虎丘区苏州科技城(东渚街道)致远大厦附近,接单间隙的外卖员孙雨把电瓶车停到了外卖快递车辆专属的“悦享车位”中。三步并作两步,他迈进了设置在建设银行网点的新业态群体“悦‘新’驿站”。“手机和电瓶车就是我们的生产工具,等单时我就来驿站充充电,歇个脚。天冷了,还能喝口热水。”话音刚落,孙雨熟练地从站点配备好的多种手机充电线中找到一条Type-C线,“嗡”的一声,手机开始充电。
今年以来,苏州科技城聚焦新业态新就业群体特点,以“党建+公益”为抓手,凝聚机关、社区、商户等力量,在辖区内陆续设立了以东渚为民服务中心为核心,遍布太湖光子科技园、丰茂里商业广场等新就业群体高密度场所的8个“悦‘新’驿站”示范点,以及基于各个社区的多个服务站,构建起新就业群体“15分钟暖心服务圈”。
苏州科技城活跃着500余名新就业形态劳动者,他们如同细胞一般保障着这座城市的有序运行。记者在东渚为民服务中心的“悦‘新’驿站”看到,饮水机、方便食品、应急小药箱、雨具等各类物资设施一应俱全。在为小哥们准备的“海棠书架”上不仅摆放着“最美小哥”“先锋骑手”水晶奖杯,还有与学习党的二十大精神相关的书籍。
在享受便利服务的同时,外卖快递小哥也被赋予了“新使命”。“在路口发现有门牌被风吹歪,存在安全隐患,请尽快来处理。”这天,某外卖平台东渚站点的外卖配送员舒龙在东渚新苑送外卖的路上发现小区门牌被吹落,他随即点开“东渚发布”微信公众号的“民意连心桥”功能,不一会儿就完成了“文明随手拍”的路障上报。
舒龙还有一重身份——“悦‘新’驿站”站长。“作为外卖员,在基层治理中,我们有流动性强、联系面广、影响范围大的优势。”他告诉记者,未来,他将继续引导站点的新就业群体担当好方针政策宣传员、社情民意信息员、安全隐患排查员、环境卫生巡逻员,促进新业态新就业群体融入基层治理。
对新就业群体来说,参与社区志愿服务还有另一个好处——能“积分”。“参加普法宣传、文明城市宣传积3分,参与小区环境卫生整治等志愿服务积5分,参与应急救援等志愿服务最高积20分……”外卖员唐旭掰着手指头给记者算起了积分。
“积分有啥用?”记者追问。
“30分能申请购买个人保险,50分能在东渚卫生院安排一次定期检查,要是能攒到150分,去科技城医院做一次全身体检也免费!”唐旭说。
今年11月,在苏州市流动人口积分管理办法基础上,苏州科技城创新推出了积分“五入”管理办法,以社会志愿服务换取积分,达到一定分值可以申请兑换“入医”“入学”“入岗”“入托”“入网”等服务。
新业态新就业群体的认同感和归属感也越来越强。今年9月,随着《苏州科技城新业态新就业群体党建工作指引》和“携‘新’同行”守护16条的发布,越来越多的爱心商户参与到关爱“两新”群体的工作中。“党的二十大报告明确提出,加强新经济组织、新社会组织、新就业群体党的建设。”曹裕银说,如今苏州科技城的新就业群体不仅听党话、感党恩、跟党走,而且积极主动融入城市治理,为基层治理工作建言献策,成为城市美好生活的创造者、守护者。
《光明日报》( 2022年12月27日 03版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)