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
信通院何宝宏:数字化转型的终点是数字原生******
【环球网科技报道 记者林迪】数字经济与实体经济深度融合的大背景下,全社会的目光更多聚焦于当下如何开展数字化转型,而缺乏对于转型之后未来世界的前瞻和思考。数字化转型之后,数字原生的世界、社会形态、个人、企业、商品、金融和管理等走向何方?近日,中国信息通信研究院云计算与大数据研究所所长何宝宏围绕技术转型、信息革命、数据资产、Web3、信任科技、元宇宙、技术周期律、经济学2.0、AI、数字原生共十个热门领域进行了前瞻性预测和分享。
何宝宏认为,数字原生代的娱乐、社交、学习和购物等都发生在数字世界,并且将数字世界的语言视为母语。“我们所谓的高科技数字技术也并不是他们眼中的高科技。数字原生需要在数字原生代基础上有两个方向的延展,一是从空间上的延展,从一代人到原生企业、原生应用、原生资产和原生理论的延伸;另一个是从时间上的延展,数字原生的企业等不仅包括2000年之后诞生的,也包括诞生于2000年前,但成功实现了数字转型的,具有鲜明数字原生特点的企业。”
何宝宏提出“经济学2.0”概念。
他指出,经济学也面临着数字化的挑战——“稀缺性”的定义,信息商品化的悖论、经济人理性等问题。目前还出现了一种新的经济学,基于密码学、计算机/网络、数学/游戏伦理和经济学的加密经济学。当下的数字经济更多的是传统经济的数字化转型的结果。
何宝宏认为,互联网拥有“7年之痒”,每7年呈现一个新的发展阶段,从1994年的Web互联网,2001年的宽带互联网,2008年的移动互联网,2015年的产业互联网到现在的3D/价值互联网。互联网也存在持续25-30年的库兹涅次周期,即从1969年-1994年的以技术为导向的孕育期,走向1995年-2020年以“资本”为导向的繁荣期,最后发展到2021年以后以“ESG/基础设施”为主导的成熟期。
“价值中心也发生了阶段性转移,从之前的硬件、软件,发展到现在正在从互联网转向数据(数据要素和数据资产),未来将转向内容。”谈及数字化转型与数字原生的关系时,何宝宏表示,就像农业时代采摘狩猎转型成了种植驯养,原生出“三农”新业态,又如同工业时代推进农业机械化,原生出了工厂、工人等工业新业态,转型是追求变化,是过程,原生是进入稳态,是目标。
他认为,当下,我们正处于数字移民和数字原住民或数字原生代混居的时代,是一个新老交替的时代。Web1.0是传统世界的数字化模仿;Web2.0是互联网原生的开始;Web3.0是数字原生的探索。未来,数字原生企业会走向分布式自治公司、分布式自主组织。
最后,何宝宏指出,未来,我们需要一起努力共建未来的数字原生世界。我们需要建设新的基础设施;我们要将数据资产化和数据要素化;我们要做可视化的且用户自主可控的身份体系;我们需要3D的内容,虚拟与现实要结合起来。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)