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
国际人士高度评价中国推动生物多样性保护的成就和作用******
中新网蒙特利尔12月8日电 “中国在生物多样性保护上取得显著成效,在推动全球生物多样性保护方面发挥关键性的作用,‘美丽中国’理念使对自然的保护和热爱深入人心。”
当地时间12月7日,《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议(COP15)第二阶段会议“坚持人与自然和谐共生 共建清洁美丽世界”边会在加拿大蒙特利尔举办。边会由生态环境部环境与经济政策研究中心、中国新闻社主办,中国新闻网承办。
边会上,生物多样性保护方面的中国实践、中国作用、中国理念赢得广泛赞誉,与会国际人士纷纷点赞,认为中国为其他国家提供了有益经验和借鉴。
中国实践
“中国在生物多样性保护方面取得了卓越成就”
藏羚羊受威胁等级从“濒危”降为“近危”, 云南野生亚洲象群上演一场“浪漫”的北上之旅,极度濒危的海南长臂猿成为全球20种长臂猿中唯一呈种群恢复状态的物种……诸多暖心故事,让中国在生活多样性保护方面的成效为世界瞩目。
“中国在生物多样性保护方面取得了卓越成就。”联合国《生物多样性公约》秘书处执行秘书穆雷玛表示,作为全球最大的发展中国家,中国在生物多样性保护领域发挥着独特作用,走出了一条既提高人们生活水平,又较好地保护生态的发展道路,为发展中国家提供了可供效仿和学习的模式。
COP15主席、中国生态环境部部长黄润秋表示,通过多年努力,中国有效保护了90%的陆地生态系统类型和74%的国家重点保护野生动植物种群,新增森林面积居世界首位,300多种珍稀濒危野生动植物野外种群得到了很好的恢复。中国的实践和成效表明,经济发展与生态保护不是非此即彼的“单选题”,人与自然是和谐共生的命运共同体。
世界自然基金会全球总干事兰博蒂尼表示,中国积极参与世界环境保护进程,尤其是担任COP15主席国以来采取了一系列措施,令人感到非常振奋。“接下来两周,我们将听到更多关于中国经验的分享。”
世界资源研究所副总裁兼常务董事克雷格•汉森表示,中国过去十年在生物多样性保护上取得显著成效,包括划定生态保护红线,宣布设立昆明生物多样性基金、增加生物多样性保护资金等。
中国作用
“中国在推动全球生物多样性保护方面发挥关键作用”
“就其体量和影响力而言,中国在推动全球生物多样性保护方面发挥关键性的作用。”保尔森基金会副主席兼总裁戴青丽指出,中国生物多样性丰富,珍稀物种繁多,对这些自然瑰宝的有效保护本身就是对全球生物多样性保护事业的巨大贡献。
此外,在国际投资和贸易领域,中国已经发布了包括“一带一路”绿色投资原则在内的多个指南,为开展负责任的境外投资合作搭建了框架。中国商务部制定的“十四五”部门规划中,首次明确提出建设绿色贸易体系的目标,这将为开展可持续大宗商品贸易创造良好的政策环境。
戴青丽还表示,中国也正在成长为绿色金融的领跑者。例如,中国绿色债券的发行规模位居世界前列;中国担任了G20可持续金融工作组的共同主席,也在央行与监管机构绿色金融网络中牵头开展生物多样性对金融稳定的风险评估。中国政府相关部门还在研究和探讨在债务重组中实施“债务换自然”或“债务换发展”机制,兼顾债务国的生态和社会效益。
加拿大环境与气候变化部国际关系助理副部长斯蒂芬•德波尔表示,经过中方不懈的努力,COP15第二阶段会议才会取得成功。“希望未来几周,我们能共同努力,达成‘2020年后全球生物多样性框架’。该框架将汇集全球各国的力量来遏制生物多样性丧失以及自然与生态系统的退化。”
中国理念
“‘美丽中国’理念使对自然的保护和热爱深入人心”
联合国前副秘书长索尔海姆表示,中国国家主席习近平提出“美丽中国”的理念,这一理念打动了我,因为该理念具有积极的意义,调动了民众的爱国情怀,使对自然的保护和热爱深入人心,并使自然保护成为一种向善的力量。
戴青丽指出,中国已开始采取行动推动环境可持续性。例如,“生态文明”不仅体现了中国传统文化中“天人和谐”的传统理念,还成为了指导近期政府决策的根本性原则,为自然生态保护提供了有力的保障。
克莱恩斯欧洲环保协会(英国)北京代表处首席代表龙迪提出,茶和咖啡和谐共存是不同文化和文明互相扶持共同发展的典范,两者皆为大自然的馈赠。人类和自然是相互依赖的,我们共处同一个人类命运共同体中。开放和包容的世界也是人与自然和谐共生的世界。传统中国制茶工艺尊重自然规律,可持续发展农业让人类社会和自然共同发展。
“我很高兴听到在中国,茶和咖啡能够在同一地区蓬勃发展。中国农业背后的思想与‘天人合一’的古代哲学理念相呼应。这是一个非常深刻的想法,当我们思考解决气候变化、生物多样性等挑战时,这个想法与当今世界有着不可思议的关联性。”EDF+商业,韧性粮食与林业主任凯蒂•安德森说。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() ![]() 盈彩网投资平台地图 |