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
多部委透露重要信号!******
文/李晓喻
岁末年初,又到部委“年会季”。从多部委对2023年重点工作的部署中,今年中国经济政策几大着力点清晰可见。
大力提振市场信心
此前,中央经济工作会议已明确要求“大力提振市场信心”,提出从改善社会心理预期、提振发展信心入手,纲举目张做好工作。多部委在部署2023年工作时,从助企纾困、支持民营经济等方面将提振信心落到实处。
中国人民银行工作会议明确,坚持对各类所有制企业一视同仁,引导金融机构进一步解决好民营小微企业融资问题。
国家发改委副主任赵辰昕称,2023年将继续打破各种形式的市场准入不合理限制和隐性壁垒,推动民营企业参与国家重大战略,加大对民营企业纾困帮扶力度和民营企业的产权保护力度,促进民营经济发展壮大。
去年11月,国家发改委已发布《关于进一步完善政策环境加大力度支持民间投资发展的意见》,提出将支持民间投资参与102项重大工程等项目建设。
全国财政工作视频会议提出,增强财政政策的针对性有效性,优化完善助企纾困政策,激发各类市场主体活力,落实落细就业优先政策,大力提振市场主体信心。会议明确,今年要完善税费支持政策,根据实际情况,该延续的延续,该优化的优化,着力纾解企业困难。
财政部部长刘昆日前表示,2023年将持续整治违规涉企收费,激发活力,坚决落实两个“毫不动摇”,在财政补助、税费优惠、政府采购等方面,对各类市场主体一视同仁、平等对待。
工信部部长金壮龙称,今年将全面贯彻《中小企业促进法》,持续开展中小企业发展环境评估和中小企业发展综合督察,开展减轻企业负担专项行动,维护中小企业合法权益。力争到2023年底,全国专精特新中小企业超过8万家、“小巨人”企业超过1万家。
努力恢复和扩大消费
相比投资和进出口,消费目前恢复进度相对缓慢。中央经济工作会议部署2023年经济工作任务时,将“着力扩大国内需求”摆在首位,并特别强调“要把恢复和扩大消费摆在优先位置”。
商务部新闻发言人束珏婷日前称,将积极采取措施努力恢复和扩大消费,不断增强消费对经济发展的基础性作用。
束珏婷表示,相关措施包括着力稳定汽车消费,支持新能源汽车购买使用,加快活跃二手车市场。支持餐饮等行业恢复发展,促进家电家居消费,推动绿色智能家电下乡和以旧换新;顺应消费升级趋势,促进绿色消费、智能消费、健康消费,发展首店首发经济;加快推进国际消费中心城市培育建设,稳妥有序推进步行街改造提升,统筹开展智慧商圈、智慧商店示范创建等。
近日,商务部已公布首批12个全国示范智慧商圈、16个全国示范智慧商店。这些示范商圈和商店将顺应消费需求变化,改善居民购物休闲体验。
住房消费仍将是中国最大的内需之一。住建部部长倪虹近日表示,对购买第一套住房的,要大力支持。首付比、首套利率该降的,都要降下来。对购买第二套住房的,要合理支持。以旧换新、以小换大、生育多子女家庭都要给予政策支持。
全国财政工作视频会议也提出,发挥财政稳投资促消费作用,强化政府投资对全社会投资的引导带动,促进恢复和扩大消费,加力稳定外贸外资,着力扩大国内需求。
切实保障基本民生
刘昆坦言,今年财政收支矛盾依然突出,但“我们不会在民生支出上退步”,将保持适当支出强度,把每一分钱都用到国计民生的关键处,持续增进民生福祉,努力让人民群众有更多的获得感幸福感安全感。
具体而言,这些民生支出包括继续增加对地方教育转移支付规模;加大力度支持健全公共卫生体系,保障好疫情防控所需资金;积极推进多层次、多支柱养老保险体系建设,保障好因疫因灾遇困群众、老弱病残等特殊群体的基本生活等。
就业是最基本的民生。人社部部长王晓萍称,2023年将调整优化即将到期的阶段性减负稳岗扩就业政策,突出对就业容量大的服务业、小微企业、个体工商户稳岗扩岗支持。
今年,中国高校毕业生将达到1158万人的历史新高,求职压力更大。王晓萍表示,将把高校毕业生就业作为重中之重,多渠道促进就业创业。
相关措施包括开辟中小微企业职称评定绿色通道,调动企业吸纳就业积极性;发挥好公共就业服务机构作用,定期举办招聘活动,招聘网站设立毕业生专区,免费向高校和用人单位开放;实施青年专项技能培训计划,开展适合毕业生的短期技能培训等。
防范化解重大风险
2023年或将是世界经济“风急浪高”的一年。据国际货币基金组织预计,2023年全球经济增速可能降至2.7%,比2022年低0.5个百分点,三分之一的经济体将陷入衰退。经合组织(OECD)的预测更为悲观,认为今年全球经济增速只有2.2%。经贸问题被日益政治化、大国博弈加剧等也给经济前景埋下隐忧。
在此背景下,中央经济工作会议已明确要求,要更好统筹发展和安全,有效防范化解重大风险。多部委也对防风险做出专门部署。
国家发展改革委主任何立峰在全国发展和改革工作会议上表示,要进一步提高防范化解重大风险能力,强化粮食、能源资源、重要产业链供应链安全保障,以新安全格局保障新发展格局。
根据全国能源工作会议,今年要全力提升能源生产供应保障能力,发挥煤炭兜底保障作用,夯实电力供应保障基础,推动油气增产增供,并加强能源关键信息基础设施安全保护和电网运行安全风险管控。
针对地方债风险,全国财政工作视频会议部署继续抓实化解地方政府隐性债务风险,加强地方政府融资平台公司治理,积极配合防范化解重要领域风险,牢牢守住不发生系统性风险底线。
据官方数据,截至目前全国政府债务余额占GDP的比重低于国际通行的60%警戒线,也低于主要市场经济国家和新兴市场国家水平,风险总体可控。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)