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
抓住数字技术变革机遇,充分释放数字经济新动能******
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【潘玉驹:抓住数字技术变革机遇,充分释放数字经济新动能】
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摘编自《光明日报》
【江小涓、白京羽:把握数据要素特征,推动构建数据基础制度体系】
中国行政管理学会会长江小涓、国家发展和改革委员会创新驱动发展中心主任白京羽表示,与传统生产要素相比,数据要素具有产权复杂性、交易多元化、技术依赖性强等特征。“数据二十条”既把握数据同其他生产要素的共性,又把握数据要素的特性,提出了有针对性的措施。首先是处理好数据产权和使用权的关系。“数据二十条”提出“探索数据产权结构性分置制度”,要求“根据数据来源和数据生成特征,分别界定数据生产、流通、使用过程中各参与方享有的合法权利”,从而在总体框架上采用结构性分置,具体操作上采用分类分级确权授权使用,创造性提出建立数据资源持有权、数据加工使用权和数据产品经营权“三权分置”的数据产权制度框架,构建中国特色数据产权制度体系。其次是处理好场内交易和场外交易的关系。“数据二十条”提出“完善和规范数据流通规则,构建促进使用和流通、场内场外相结合的交易制度体系,规范引导场外交易,培育壮大场内交易”,并在完善数据全流程合规与监管规则体系、统筹构建规范高效的数据交易场所、培育数据要素流通和交易服务生态等方面提出指导意见,为探索建立合规高效、场内场外结合的数据要素流通和交易制度指明了前进方向,也有利于探索更优的数据交易方式。最后是处理好数据共享和数据安全的关系。“数据二十条”对公共数据的开发利用作出规定,主基调是坚持开放共享,但可以无条件开放的公共数据是有限的,“数据二十条”也要求“依法依规予以保密的公共数据不予开放,严格管控未依法依规公开的原始公共数据直接进入市场,保障公共数据供给使用的公共利益”。
摘编自《人民日报》
【汪玉凯:抓住数据治理这一智慧城市治理现代化的关键】中央党校(国家行政学院)教授、国家信息化专家咨询委员会委员汪玉凯认为,目前中国城镇化快速发展为城市治理提出了多方面需求,快速城镇化给城市治理带来挑战,智慧城市建设中各地的差异很大,也暴露出一些突出问题。数据治理成为智慧城市治理现代化的关键。在城市现代化过程中,提升公共数据治理能力是实现城市治理现代化的重要路径;数据资源的高效配置和利用是精细治理的基础。加强公共数据治理能极大地整合公共数据资源,提高公共数据的共享水平。加强公共数据治理能更好地造福社会,体现以人民为中心的施政理念。提升我国公共数据治理能力的路径有以下四个方面,一是加强智慧城市建设中公共数据基础设施的统筹,防止重复建设,特别要注重改变观念,提高数据治理能力。二是通过改革加大公共数据改革的力度,提高公共数据资源的共享度。三是要制定严格的制度,保障公共数据资源的开放。其中要处理好公共安全与公共数据开放的关系、处理好在公共数据资源开发利用方面的横向和纵向关系、处理好公共数据开放与保护个人隐私之间的关系。四是在实践中探索将部分公共数据资源通过市场交易的方式开放,实现双赢。
摘编自《北京日报》
【科技部成果转化与区域创新司:推动企业成为全链条创新的主导力量】科技部成果转化与区域创新司表示,当前,我国经济正处于从高速增长转向高质量发展的关键阶段,企业是最具活力的市场主体,是科技创新的重要推动者,是高质量发展的微观基础,对经济稳增长具有重要作用。必须坚持全面系统创新,完善科技企业梯度培育体系,推动企业成为从创新决策、科研组织、研发投入到成果转化全链条创新的主导力量。一是加强分类指导,健全科技企业梯度培育体系。健全“科技型中小微企业—科技型骨干企业—科技领军企业—世界一流企业”梯度培育体系。二是完善决策咨询机制,强化企业科技创新决策的主体地位。建立企业常态化参与国家科技战略决策的机制,引导企业围绕国家重大战略部署开展创新。建立企业家科技创新咨询座谈会议制度及企业创新高端智库网络,健全需求导向和问题导向的科技计划项目形成机制,强化从企业和产业实践中凝练应用研究任务。三是优化项目组织实施机制,强化企业科研组织的主体地位。四是完善资源配置机制,强化企业研发投入的主体地位。引导企业加大研发投入,特别是提高基础研究投入。五是构建企业主导的产学研深度融合机制,强化企业科技成果转化的主体地位。六是深化人才引育机制,强化企业科技创新人才支撑。推动国家科技人才计划加强对企业科技领军人才和重点领域创新团队的支持。七是完善政策落实机制,营造企业创新良好生态。统筹推进企业创新各项政策落地落实,形成各类企业“创新不问出身”的政策环境。
摘编自《学习时报》
(光明网记者 王晓秋整理)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)