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
高水平对外开放为世界提供新机遇******
作者:赵瑾(中国社会科学院习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心研究员、中国社会科学院财经战略研究院研究员)
开放是人类文明进步的重要动力,是世界繁荣发展的必由之路。习近平主席在第五届中国国际进口博览会开幕式上强调:“我们要以开放纾发展之困、以开放汇合作之力、以开放聚创新之势、以开放谋共享之福,推动经济全球化不断向前,增强各国发展动能,让发展成果更多更公平惠及各国人民。”
党的十八大以来,在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,我国顺应经济全球化大势,坚定不移推进高水平对外开放,积极融入世界经济,对外开放取得了一系列突破性进展和标志性成果。外贸发展成就斐然,引进外资和对外投资发展成果显著,全方位对外开放格局加快形成,自由贸易试验区和自由贸易港建设稳步推进,全球经济合作网络持续拓展。面对世界百年未有之大变局加速演进、世界经济复苏动力不足等态势,中国正在不断以自身新发展为世界提供新机遇,推动建设开放型世界经济。
第一,实行更加积极主动的对外开放,为世界提供中国大市场机遇。
对外开放是我国的基本国策,超大规模市场是我国的显著优势。党的十八大以来,我们实行更加积极主动的开放战略,构建面向全球的高标准自由贸易区网络,加快推进自由贸易试验区、海南自由贸易港建设,共建“一带一路”成为深受欢迎的国际公共产品和国际合作平台。截至目前,我国已与26个国家和地区相继签署了19个自贸协定,推动《区域全面经济伙伴关系协定》(RCEP)生效实施。扩大优质产品进口,举办世界上第一个以进口为主题的国家级展会,进博会成为促进世界各国创新合作的重要平台。不久前闭幕的第五届中国国际进口博览会上,145个国家、地区和国际组织参展;284家世界500强和行业龙头企业参展;意向成交金额735.2亿美元,比上届增长3.9%。进博会已经成为中国构建新发展格局的窗口、推动高水平开放的平台、全球共享的国际公共产品。
面向未来,我们将坚持以人民为中心,继续提高人民生活水平,使中等收入群体在未来15年超过8亿,推动超大规模市场不断发展,以国内大循环吸引全球资源要素,增强国内国际两个市场两种资源联动效应,提升贸易投资合作质量和水平。可以说,“中国大市场”正在成为“世界大机遇”。
第二,促进深层次改革的制度型开放,为世界提供中国制度型开放机遇。
稳步扩大规则、规制、管理、标准等制度型开放,是我国进一步推进高水平对外开放的重要方向。党的十八大以来,我国大幅度放宽市场准入,不断推动制度型开放。2013年以来,我国已设立21个自由贸易试验区和1个自由贸易港,覆盖东中西部和东北地区,形成了一大批可复制可推广的制度创新成果,例如,外商投资负面清单、国际贸易“单一窗口”、“证照分离”等。我国已成为140多个国家和地区的主要贸易伙伴,货物贸易总额居世界第一,吸引外资和对外投资居世界前列,形成更大范围、更宽领域、更深层次对外开放格局。
面向未来,锚定“更高水平开放型经济新体制基本形成”这个目标,我国将对标高标准国际经贸规则,合理缩减外资准入负面清单,依法保护外商投资权益,营造市场化、法治化、国际化一流营商环境;实施好新版《鼓励外商投资产业目录》,引导外资更多投向先进制造、现代服务、高新技术、绿色低碳、数字经济等领域和中西部地区;深化国家服务业扩大开放综合示范区建设,健全跨境服务贸易负面清单管理制度,建设国家服务贸易创新发展示范区;建立数据资源产权、交易流通、跨境传输、安全保护等基础制度和标准规范。从商品和要素流动型开放转向规则、规制、管理、标准等制度型开放,这将为世界提供中国制度型开放机遇。
第三,奉行互利共赢的开放战略,为世界提供深化国际合作机遇。
党的十八大以来,我国积极参与联合国、二十国集团、世界贸易组织、亚太经济合作组织、上海合作组织等机制合作,加强与世界各国的经贸联系。共建“一带一路”走深走实。我国积极发展与“一带一路”沿线国家的经济合作伙伴关系,共同打造政治互信、经济融合、文化包容的利益共同体、责任共同体和命运共同体。截至2021年末,我国已与170多个国家和国际组织签署了200多份共建“一带一路”合作文件,共建“一带一路”成为深受欢迎的国际公共产品和国际合作平台。党的二十大报告提出,“中国坚持经济全球化正确方向,推动贸易和投资自由化便利化,推进双边、区域和多边合作,促进国际宏观经济政策协调,共同营造有利于发展的国际环境,共同培育全球发展新动能”“中国愿加大对全球发展合作的资源投入,致力于缩小南北差距,坚定支持和帮助广大发展中国家加快发展”。
面向未来,我们将全面深入参与世界贸易组织改革谈判,积极推进加入《全面与进步跨太平洋伙伴关系协定》和《数字经济伙伴关系协定》,扩大面向全球的高标准自由贸易区网络,坚定支持和帮助广大发展中国家加快发展。这些都将进一步推动贸易和投资自由化便利化,促进国际宏观经济政策协调,以推动各国各方共享深化国际合作机遇,共同培育全球发展新动能。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)