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
【理响中国】维护经济安全 保障高质量发展******
作者:张德勇(中国社会科学院财经战略研究院研究员)
党的二十大报告指出,高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。统筹发展和安全,推动高质量发展,离不开持续稳定的安全环境。经济安全是国家安全的基础,是国家安全体系和能力现代化的重要体现。我们必须深入学习领悟习近平总书记关于维护经济安全的重要论述精神,全面贯彻落实党的二十大关于增强维护国家安全能力的决策部署,坚定不移贯彻总体国家安全观,抓好经济安全,加强重点领域安全能力建设,提高防范化解重大风险能力,为高质量发展保驾护航。
经济安全是国家安全的基础
2014年4月,习近平总书记在中央国家安全委员会第一次会议上创造性提出总体国家安全观,成为形塑我国新时代新安全格局的根本遵循和行动指南。总体国家安全观涵盖政治、军事、国土、经济、金融、文化、社会、科技、网络、粮食、生态、资源、核、海外利益、太空、深海、极地、生物、人工智能、数据等诸多领域。其中,经济安全是基础。
在和平发展的当今时代,国与国之间的发展竞争突出表现为经济竞争。不仅如此,经济竞争也往往成为某些集团或国家利用资金、科技、能源、原材料等遏制竞争对手更快更好发展的工具。经济竞争衍生经济安全问题,关系国家发展大局,这就使得经济安全在国家安全体系中的基础地位日益凸显。没有经济安全,不但经济发展受阻,文化、教育、社会等领域的安全与发展也就无从谈起。因此,维护经济安全是国家最重要的职责之一。
党的十八大以来,立足新发展阶段,贯彻新发展理念,构建新发展格局,我国经济发展实现历史性飞跃,经济总量占世界经济的比重达到18.5%,提高7.2个百分点,稳居世界第二位,经济实力大幅提升,综合国力和国际影响力显著增强……强大的经济实力为维护经济安全提供了坚实保障。同时,统筹发展和安全,深入贯彻总体国家安全观,提高防范化解重大风险能力,确保粮食、能源资源、重要产业链供应链等领域安全,经济发展的安全性自主性有了明显提升。
当然,我们也必须清醒看到,世界百年未有之大变局加速演进,逆全球化思潮抬头,单边主义、保护主义明显上升,局部冲突和动荡频发,世界进入新的动荡变革期,我国经济发展的外部环境正发生深刻复杂变化。同时,国内发展不平衡不充分问题依然突出,科技、粮食、能源资源、产业链供应链等领域的安全与自主方面尚有一些短板弱项亟待解决,使推进高质量发展还面临不少卡点瓶颈。因此,当前和今后较长时期,必须坚定不移贯彻总体国家安全观,以经济安全为基础,持续为推动高质量发展筑牢安全屏障。
统筹好发展和安全
安全是发展的前提,发展是安全的保障。发展与安全是辩证统一的,没有发展,缺乏强大的物质基础保障,国家安全和社会稳定就无从谈起;同时,没有安全,难以实现发展的可持续性,已取得的发展成果也可能会丧失。面对当前和今后较长时期复杂严峻的国内外形势,各种“黑天鹅”“灰犀牛”事件随时可能发生,必须统筹好发展和安全两件大事,坚持发展是硬道理,发展要安全,以发展不断夯实维护国家安全和社会稳定的物质基石。
发展是我们党执政兴国的第一要务,是解决中国所有问题的关键。发展必须是高质量发展。坚持以经济建设为中心,加快构建新发展格局,着力推动高质量发展,推动经济实现质的有效提升和量的合理增长,保持经济持续健康发展,是统筹好发展和安全的先手棋,是巩固经济安全这一基础的重要抓手。
坚持以推动高质量发展为主题,要以加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局为要领,以创新驱动为第一动力,以构建高水平社会主义市场经济体制为保障,以建设现代化产业体系为支撑,以全面推进乡村振兴为重任,以促进区域协调发展为要求,以推进高水平对外开放为助力,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,更好发挥政府作用,实现有效市场和有为政府更好结合,从而使高质量发展取得新突破。当前,需求收缩、供给冲击、预期转弱三重压力叠加,对经济运行的影响加大。面对新情况和新问题,继续高效统筹疫情防控和经济社会发展,加力落实稳经济一揽子政策和接续政策措施并持续显效,更大激发市场活力和社会创造力,积极扩大有效需求,持续巩固经济恢复向好基础,保持经济运行在合理区间,推动我国经济这艘巨轮行稳致远。如此,我国经济实力不断跃上新台阶,就能为统筹发展和安全创造有利条件,就能更有底气和力量维护国家经济安全。
加快补短板、强弱项
国际形势深刻复杂变化,我国发展进入战略机遇和风险挑战并存、不确定难预料因素增多的时期,来自外部的打压遏制随时可能升级,“卡链”“断链”风险加大。因此,要按照党的二十大决策部署,加快补短板、强弱项,提高有效应对各种风险挑战的能力,捍卫国家经济安全,为高质量发展提供有力保障。
加快实现高水平科技自立自强。以自主创新为根本,利用好“全国一盘棋”集中力量办大事的显著制度优势,发挥教育、科技、人才的基础性、战略性支撑作用,以国家战略需求为导向,集聚力量进行原创性引领性科技攻关,坚决打赢关键核心技术攻坚战,加快关键核心技术的突破和自我可控,降低对外技术依赖程度,尽快打破关键核心技术受制于人的局面,牢牢掌握科技创新主动权和经济发展主动权。
把饭碗牢牢端在自己手中。“手中有粮,心中不慌”。全面落实粮食安全党政同责,坚决守住十八亿亩耕地红线。建设国家粮食安全产业带,持续抓好高标准农田建设,加强农田水利等农业基础设施建设;深入实施种业振兴行动,加快农机农艺、良种良法等科技突破;健全种粮农民收益保障机制和主产区利益补偿机制,增强储备调控能力;推动构建多元化食物供给体系,拓展食物来源渠道。
确保能源资源安全。能源资源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题。坚持“以我为主”,多措并举建立和强化多元协同供应体系,增强持续稳定供应的能力;完善能源资源消费总量和强度的双向管控,全面实施能源资源节约战略,推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式;坚持先立后破,有计划分步骤实施碳达峰行动,在新能源安全可靠的替代基础上逐步退出传统能源。
提升产业链供应链的安全性。发挥科技创新的牵引作用,尽快解决一批“卡脖子”问题,打通堵点、补上断点、解决难点,加快提高产业链供应链现代化水平,实现产业链供应链自主可控;巩固、提供传统优势产业国际领先地位,打造高中低端协调配合的产业链供应链体系,增强产业链供应链韧性;以推动构建开放型世界经济为契机,积极推进产业链供应链国际合作,建立我国产业链供应链的国际生态圈并增强国际影响力。
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(文图:赵筱尘 巫邓炎)