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
携手开创更加文明和谐的数字未来******
【乌镇聚焦】
携手开创更加文明和谐的数字未来
——2022年世界互联网大会乌镇峰会如约而至
光明日报记者 王美莹
小桥流水、粉墙黛瓦、青石板巷……这幅古意盎然的风情画卷在经过了一场冬雨的洗礼后别具韵味。乌镇,这座跨越千年的水乡古镇与引领未来的互联网科技的第九次“约会”,如期而至。
11月9日,在2022年世界互联网大会乌镇峰会开幕式上,习近平主席发来贺信。
作为数字中国的缩影,乌镇再聚世界目光。来自120多个国家和地区的2100多名嘉宾线上线下共赴盛会,围绕“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”这一主题展开交流,为网络空间命运共同体建设建言献策。
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共享机遇:“数字引擎”赋能实体经济
收纳各类数字藏品的元宇宙数字艺术3D展馆、兼顾外卖骑手送餐效率与人身安全的智能头盔、辅助残障人士用眼睛打字的“眼动输入仪”……“不落幕”的“互联网之光”博览会上的硬核科技云集,各大企业纷纷挥动助力实体经济发展的数字翅膀。
数字化浪潮中,我们见证了中国在5G、工业互联网、大数据、人工智能等领域数字技术的蓬勃发展,也感受到了无人驾驶、脑机接口、数字孪生等数字经济新业态的快速成长。“数字引擎”启动时的隆隆声已举世瞩目,数字化、网络化、智能化赋能实体经济所带来的新机遇也不容忽视。
“互联网平台逐步建立了商品和生产要素的‘大流通’。通过流通渠道的数字化,越来越多行业企业利用数字化成果迅速掌握市场需求变化,并建设更具灵性、柔性、弹性的供应链。”阿里巴巴集团董事会主席兼首席执行官张勇分享了自己在数字经济与实体经济融合发展中的观察和实践。
“在信息技术赋能下,传统产业能量的运用和转化过程被全面‘比特化’,可实现灵活组合、智能调度,加速数字化升级再造,提升全要素生产率。”中国移动董事长杨杰说,“如今,数据已经成为关键生产要素。基于新一代信息技术的硬件、软件、平台的加速迭代发展所孕育形成‘数智能量’,引领上游芯片和设备制造、下游互联网等各种应用全产业链发展壮大,带动培育更多专精特新的‘隐形冠军’。”
数字产业化和产业数字化“双轮驱动”、数字经济和实体经济“深度交融”。未来,如何强化数字引领,携手走出数字经济活力迸发、数字合作互利共赢的全球数字发展道路,是国际社会的共同期待。
共赏多元:数字技术助力跨文化传播
一如往届,互联网大会不仅是网络技术与科技产品的展示平台,也是中国故事与文化理念的传播窗口。丰富多彩的文化故事在这里汇聚,“美美与共”的文化理念在这里交融。
在世界互联网大会所发布的12项“携手构建网络空间命运共同体精品案例”中,有三项案例讲述了网络空间国际文化交流的生动故事。
其中“数字敦煌”探索运用计算机技术和图像数字技术,点亮国家艺术瑰宝,向世界生动展示美轮美奂的石窟宝库,为跨域文化传播、创新文化成果提供了精彩样本。自2016年上线至今,该资源库累计实现了1680万余次的敦煌云游,数字足迹涉及全球78个国家。
“面向未来,我们应当积极利用各种新技术新应用,丰富传播载体,拓展交流空间,推动线上线下文化交流相得益彰,为网络空间命运共同体和人类命运共同体建设增添精神内涵、夯实人文基础,共同建设全球网民共有的网上精神家园。”世界互联网大会理事长庄荣文表示。
世界互联网大会搭建了中国与世界互联互通的交流平台,向世界展示了中国的大国担当。一张数字文化繁荣社会发展的蓝图已然绘就。
共创未来:构建网络空间命运共同体
积力之所举,则无不胜也。在网络强国、数字中国的战略指引下,从2012年至2021年,我国数字经济规模从11万亿元增长到超45万亿元,数字经济占国内生产总值比重从21.6%提升至39.8%,稳居世界第二。
近日发布的《携手构建网络空间命运共同体》白皮书,全面介绍了新时代中国网络空间发展和治理的创新理念与实践,分享了推动构建网络空间命运共同体的中国方案与中国主张,为数字化时代深化网络空间安全治理指明方向。
“网络空间命运共同体理念为推动中国互联网建设和应用,推动全球网络空间互联互通、共享共治,促进数字技术,助力经济社会可持续发展和增进人类福祉发挥了重要作用。”国际电信联盟秘书长赵厚麟表示。
在有“非洲互联网之父”之称的尼·奎诺看来:“让最后数十亿人接入互联网是非洲目前面临的艰巨任务。我们渴望公平、开放、包容、安全、稳定和充满活力的网络空间,而共同体理念是实现这一目标的有效途径。”
历经八年的沉淀,世界互联网大会已是全球互联网发展浪潮中披荆斩棘的开拓者、乘风破浪的领航者。今后,中国将与各方积极携手、互建共融,共同开创更加文明和谐的数字未来。
《光明日报》( 2022年11月10日 09版)