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
国是访问|连续五年参加最重要的“中国之约”,这家外企被“谁”吸引?******
文/张文晖
第五届中国国际进口博览会即将于11月初开幕。
作为进博会的“老朋友”,施耐德电气已经连续五年参展。“进博会已成为施耐德电气最为重要的‘中国之约’。”施耐德电气全球执行副总裁、中国区总裁尹正对中新社国是直通车表示。
国际市场环境复杂多变,叠加疫情带来更多不确定性,并未动摇施耐德电气对华投资的信心。在接受中新社国是直通车采访时,尹正强调施耐德电气将不断深化在华布局,持续赋能中国产业走向高质量发展。
是什么吸引着这家老牌外企?本届进博会又将带来哪些亮点?
访问实录摘要如下:
中国市场吸引力不减
国是直通车:进入中国35年来,是什么让施耐德电气不断强调要“深耕中国”?
尹正:施耐德电气近年来不断增加在华投资,尤其是本地研发投资。对施耐德电气来说,中国市场拥有三大吸引力:
首先是市场的吸引力。中国是世界第二大经济体,具有广阔的发展前景。当前,中国产业正迈向数字化和可持续的双转型,对于绿色创新产品、数字化技术和低碳解决方案的市场需求巨大;
其次是产业链的吸引力。中国的产业链门类齐全、完善,在国内找到质量好、高性价比的供应商,比在其他任何区域都容易,我们在中国已实现90%以上的本土采购率;
第三是创新的吸引力。中国有良好的创新环境和人才资源,已成为施耐德电气的全球四大研发基地之一和创新的源泉。
同时,中国坚持开放,持续改善营商环境,加大知识产权保护力度,完善配套措施。从国家到地方,中国整个产业布局和吸引外资的策略一直在升级,这些都促使施耐德电气坚定在中国长期发展的信心。
始终秉持多元本土化
国是直通车:施耐德电气投资中国并取得成效的“奥秘”是什么?
尹正:长期以来,施耐德电气始终秉持多元本土化战略,与中国社会、经济和产业共同成长。施耐德电气在中国投资取得成效,离不开不断强化的本土能力,包括人才、研发、供应链、朋友圈四个方面。
本土化人才方面,施耐德电气充分赋能本地团队和培养本土人才,中国区的最高决策团队全部由本土人才组成。同时,中国培养的人才也开始承担全球管理职责,我们从全球人才输入中国,迈入本土人才输出全球的新阶段。
本土化研发方面,中国是施耐德电气全球四大研发基地之一,拥有北京、上海、西安、深圳四大研发中心。过去五年,每年在华研发投入都增加15%以上。近三年,研发人员增长了30%,新增的研发人员中,专注于数字化研发的人员达到51%。目前,研发团队已经超过2000人,我们的中国原创绿色数字化产品也不断走向世界,中国研发从“在中国,为中国”向“在中国,惠世界”加速迈进,向全球市场输出更多中国智慧。
本土化供应链方面,施耐德电气在中国有近30家工厂和物流中心,以及1600多家本土供应商,已实现90%以上的本土采购率,可无缝衔接全球资源。同时,施耐德电气积极打造端到端绿色供应链,增强产业链竞争力。
本土化朋友圈方面,从早期的商业伙伴,到技术伙伴,施耐德电气不断拓展新兴的生态伙伴关系,并积极赋能合作伙伴向数字化和可持续转型,打造绿色的产业链和生态系统,强化本土朋友圈的力量。
未来,我们将继续聚焦“数字化”和“可持续”,并进一步提升创新等本土化能力,强化产业链、注重可持续生态圈的培育,携手中国用户共同成长,共筑高质量发展之路。
新理念、新产品,新服务、新应用
国是直通车:本届进博会上,施耐德电气将向市场展示什么?
尹正:一年一度的进博会,充分展现了中国持续扩大开放、营造良好营商环境的决心与行动,这也是施耐德电气植根中国、发展壮大的丰饶土壤。
第五届进博会上,施耐德电气将围绕“数字赋能,全程减碳”主题,以零碳城市图景为代表,通过覆盖12大行业的60大零碳应用场景,勾勒出“零碳城市”蓝图。并通过展示针对各个应用场景的零碳解决方案,全方位展示领先的数字化技术和绿色生态。
针对当前制造业面临的韧性、可持续、数字化三大挑战,绿色智能制造是制造业转型升级的必由之路,数字化技术是迈向绿色智能制造的最佳路径,也是“双转型”的加速器。施耐德电气将展示从规划到落地的完整的绿色智能制造解决方案及最新实践成果。
此外,施耐德电气还将携手生态圈伙伴,共同展示领先技术与实践成果探索更多合作机会,共同加速产业“双转型”。其中“减碳大师”计划集结各行各业的减碳先行者,搭建旨在赋能更多伙伴的平台;以及绿色能源管理方面的一系列解决方案与成功案例等。
我们期待通过进博会这一平台,携手更多中国伙伴加快数字化和绿色低碳的双转型,合力推进双碳目标加速落地。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |