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
访谈丨阿斯利康中国总经理赖明隆:进博会是全球创新交融的催化剂******
中新网上海11月7日电 题:阿斯利康中国总经理赖明隆:进博会是全球创新交融的催化剂
作者 樊中华 汤彦俊
当医学诊疗与元宇宙“跨国”“跨界”相遇,会碰撞出怎样的火花?
7日,在第五届进博会医疗器械及医疗保健展区,阿斯利康及其合作伙伴就医学元宇宙产业融合创新发展层面达成合作,共同探索将全息影像穿刺技术应用于临床诊疗一体化的全流程解决方案,被视为是跨国药企与本土企业携手在全球创新前沿进行的一次“共舞”。
“如果全世界有一个国家能率先做到让健康产业插上数字化的翅膀,它应该就是中国。”阿斯利康中国总经理赖明隆在当天接受中新网记者采访时表示,通过进博会,阿斯利康近年来深度参与中国数字化进程,“此类创新让我们得以引领全球”。
在赖明隆看来,五年来,恰是乘上了进博会“快车”,阿斯利康在创新中扮演的角色更为多元。“进博会非常高效,海量信息聚集于此,大量合作机遇在这里对接,也有更多机会与各省市政府进行交流,同时,大量高科技行业企业的云集让我们有更多机会接触和探索数字化跨界合作契机。”
也正因此,五赴进博会,阿斯利康的参展主题愈加聚焦“创新”和“链接”,注重“展会”之外的“进博效应”。
“过去四届进博会,我们已携手合作伙伴为中国共带来6款创新药,本届进博会,更是突破性地展出4款高品质创新药。”赖明隆举例说,这些“进博果实”中,有的已经深入中国逾7000家医院,惠及全国患者;有的曾被列入中国十三五“重大新药创制”科技专项,并被纳入国家医保目录,走到百姓身边。
与此同时,缘起进博,阿斯利康也与中国本土企业积极合作,将中国的创新药带向全球。“例如我们与本土企业深化合作,帮助其自主研发的创新中成药实现国际化发展,已经在新加坡、马来西亚等国家地区成功获准上市。”赖明隆说。
帮助创新药“引进来、走出去”只是阿斯利康中国创新版图的“冰山一角”。在赖明隆看来,中国不仅是一个巨大的市场,更是孕育承载未来创新的“苗圃”。
“我们非常看重中国的创新,我相信当前中国各个角落都有创新正在走向世界,并且在未来三五年会出现一个非常密集的高峰。”赖明隆说,让中国创新惠及全球已经成为现实,阿斯利康希望能抓住机会,与中国伙伴一起走向世界。
通过进博会,阿斯利康创新生态圈也在持续扩容。目前已形成中国智慧健康创新中心(CCiC)、国际生命科学创新园(iCampus)与阿斯利康中金医疗产业基金三驾“创新马车”。赖明隆还指出,阿斯利康与国投创新合资成立的迪哲医药于2021年12月在科创板上市,目前已有数个新药进入临床阶段,将在中国和全球同步注册,“这是中国政府支持外资企业通过中国资本市场融资来实现其中国创新梦的实证。”
就在此次进博会上,阿斯利康与江苏、山东、成都、广州等多地政府及企业签约合作,在供应链完善、创新孵化、中医药产业基地建设、肿瘤精准诊断、数字化应用等方面进行更加丰富的创新生态合作。
“对阿斯利康来说,参展进博是我们每年工作的重中之重,我们希望借进博会将中国的创新力量团结起来,助力中国创新出海,”赖明隆说,中国开放的力度越来越大,我们希望每年进博会都可以书写出新的创新故事。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)