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
推动全面绿色转型 中国以最大努力提高应对气候变化力度******
(经济观察)推动全面绿色转型 中国以最大努力提高应对气候变化力度
中新社北京11月6日电 (记者 阮煜琳)从完善应对气候变化工作的顶层设计,到建成世界最大的清洁煤电体系,中国一直以最大努力提高应对气候变化力度,推动经济社会发展走上了全面绿色低碳转型的轨道。
2020年9月22日,中国政府在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重宣示,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。
中国将应对气候变化作为国家战略,融入生态文明建设整体布局和经济社会发展全局,把系统观念贯穿碳达峰碳中和工作全过程,加强顶层设计。
2021年,《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》出台,国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》,明确了碳达峰碳中和工作的时间表、路线图、施工图。同时,各有关部门制定了分领域分行业实施方案和支撑保障政策,各省(区、市)也都制定了本地区碳达峰实施方案。截至目前,中国碳达峰碳中和“1+N”政策体系已经建立。
“双碳”目标正引领中国经济社会发展全面绿色转型。中国采取调整产业结构、优化能源结构、节能提高能效、建立市场机制等一系列政策措施,取得了突出成效。
官方数据显示,据初步核算,2021年,中国单位国内生产总值(GDP)二氧化碳排放比2005年下降了50.8%,中国煤炭占能源消费总量比重由2005年的72.4%下降至56%,非化石能源占能源消费比重达到16.6%。同年,中国成功启动了全球覆盖温室气体排放量最大的碳排放权交易市场。
立足以煤为主的基本国情,中国大力推进煤炭清洁高效利用,实施煤电机组“三改联动”,在沙漠、戈壁、荒漠地区规划建设4.5亿千瓦大型风电光伏基地。目前,中国可再生能源装机规模已突破11亿千瓦,稳居世界第一。中国还是全球森林资源增长最多和人工造林面积最大的国家,是全球“增绿”的主力军。
“中国扭转了二氧化碳排放快速增长的态势,这也是非常了不起的成绩”,中国生态环境部应对气候变化司司长李高说,经过不懈努力,中国实现了经济发展与减污降碳双赢,绿色日益成为经济社会高质量发展的鲜明底色。
与此同时,中国积极为全球气候治理作出中国贡献。中国作为世界上最大的发展中国家,将完成全球最高碳排放强度降幅,用全球历史上最短的时间实现从碳达峰到碳中和,充分体现了负责任大国的担当。
中国积极同广大发展中国家开展应对气候变化南南合作,尽己所能帮助发展中国家特别是小岛屿国家、非洲国家和最不发达国家提高应对气候变化能力,减少气候变化带来的不利影响。
《中国应对气候变化的政策与行动2022年度报告》显示,中国作为发展中国家最大捐赠国,向全球环境基金(GEF)第8增资期捐款3190万美元,推动 GEF-8实现52.5亿美元历史最大规模增资。推动绿色气候基金(GCF)恪守《公约》及其《巴黎协定》原则共识,累计向发展中国家提供超过100亿美元气候资金支持。
未来五年,是中国全面建设社会主义现代化国家开局起步的关键时期,中国生态文明建设已进入降碳为重点战略方向,推动减污降碳协同增效,促进经济社会发展全面绿色转型,实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期。
中共二十大报告提出,积极稳妥推进碳达峰碳中和。立足中国能源资源禀赋,坚持先立后破,有计划分步骤实施碳达峰行动。
李高表示,党的二十大报告为中国进一步做好应对气候变化工作明确了方向。下一步我们要继续实施积极应对气候变化国家战略,坚持统筹产业结构调整、污染治理、生态保护、应对气候变化,协同推进降碳、减污、扩绿、增长,坚持系统观念,处理好发展和减排、整体和局部、长远目标和短期目标、政府和市场的关系,推动应对气候变化工作不断取得新的进展。
《联合国气候变化框架公约》第二十七次缔约方大会(COP27)即将在埃及沙姆沙伊赫举行。COP27开幕前夕,李高接受媒体采访时指出,这次大会在发展中国家召开,应当切实地回应发展中国家的关切,反映发展中国家的诉求,取得符合发展中国家利益的成果。我们期待与各方一道将COP27打造成为以“落实”为主题,以发展中国家最为关心的适应和资金为成果亮点的大会。(完)