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
持续提升我国产业链供应链韧性和安全水平******
【深入学习宣传贯彻党的二十大精神】
作者:余典范(上海财经大学中国产业发展研究院常务副院长)
党的二十大报告明确提出,要着力提升产业链供应链韧性和安全水平。2022年中央经济工作会议要求,围绕制造业重点产业链,找准关键核心技术和零部件薄弱环节,集中优质资源合力攻关,保证产业体系自主可控和安全可靠,确保国民经济循环畅通。产业链供应链韧性和安全水平主要指其受到外部冲击后能恢复原样甚至达到更理想状态,在极端情况下能够有效运转,在关键时刻能够反制封锁打压,并能够在价值链中获利的能力。习近平总书记强调,维护全球产业链供应链韧性和稳定是推动世界经济发展的重要保障,符合世界各国人民共同利益。中国坚定不移维护产业链供应链的公共产品属性,保障本国产业链供应链安全稳定,以实际行动深化产业链供应链国际合作,让发展成果更好惠及各国人民。尽管我国是目前世界上少有的产业体系较为完整的国家,拥有潜在的产业稳定性和抵御风险的能力,但在一些核心技术和关键环节上还受制于人。当前,提升重点产业链供应链韧性和安全水平已经上升到国家利益和国家安全的高度,也是实现中国式现代化的重要保障。中国愿同各国一道,把握新一轮科技革命和产业变革新机遇,共同构筑安全稳定、畅通高效、开放包容、互利共赢的全球产业链供应链体系,为促进全球经济循环、助力世界经济增长、增进各国人民福祉作出贡献。增强重点产业链供应链韧性和安全水平,需要改变传统上只注重经济效益的观念,统筹发展与安全,充分发挥产业链供应链的溢出效应,促进产业链供应链实现协同发展。
不断提高产业链供应链的稳定性与可持续性
加快提高我国的产业链供应链的韧性和安全水平,未来应重视以下方面的工作:
提高产业链供应链韧性应成为基础设施建设的重要考虑维度。基础设施包括港口、铁路、公路和仓储等,涉及跨区域的规划、建设,需要建立协同机制,将物流运输链的韧性和安全水平考虑进去。新型数字基础设施建设应致力于为产业链供应链畅通提供更为精准的信息服务、分析与预测,以进一步提高产业链供应链的响应速度。
建立重点产业的关键产品目录。通过竞争性政府采购这一符合国际规范的方式,为确保产业链供应链韧性和安全水平所必需的关键产品和零部件提供支持,在研发补贴与市场应用方面为国产替代创造机会,促进生产本土化并补足产业链供应链的短板。
强化各部门、各区域之间的协同机制,推动各行业、各地区产业链供应链的协同。进一步深化部、省(市)合作,对一些涉及供应链的基础性、紧迫性、共性问题加以针对性解决,如重点产业的技术研发、劳动力教育与培训、基础设施建设等,对供应链短板进行持续改善,增强供应链的韧性。在重点行业共同梳理产业链供应链的安全图谱、断链风险图谱,形成产业链补链固链强链清单、供应链合作清单以及产业链关键技术环节清单。在资金、人才、平台等方面强化对这些领域的稳定性支持,形成强化供应链韧性的合力。利用现有的长三角一体化、粤港澳大湾区建设、京津冀协同发展等区域重大战略,通过建设具有国际竞争力的产业集群,强化我国供应链在国内国际双循环中的吸引力。进一步提升跨区域运输、人才流动、产业分工的合作水平,畅通供应链循环、产业链上下游的协作,增加对国际上高水平供应链企业的吸引力。
加强我国在重要产业链供应链的全球、区域合作机制。在提升产业链供应链韧性与安全水平的过程中,我国企业应加强与全球特别是区域重要供应链经济体的合作,建立长期的合作关系。可以借助已有的区域贸易协定如《区域全面经济伙伴关系协定》(RCEP)等,利用我国申请加入《全面与进步跨太平洋伙伴关系协定》(CPTPP)、《数字经济伙伴关系协定》(DEPA)谈判推进的机会,强化主要贸易伙伴的对话与合作,建立关键产业链供应链环节跨境联合清单,推动信息共享、常态化协商等合作机制,在发生负面冲击时保持产业链供应链稳定。同时,利用这些全球、区域合作机制,我国企业应积极“走出去”,通过开展海外并购、设立海外研发中心、设立海外制造基地、进行海外跨境的产能合作等方式参与全球资源配置和全球市场布局,构建更加稳定、多元的供应链网络。
积极推动产业链供应链的数字化转型
尽快完善重点产业供应链大数据平台系统,为我国产业链供应链快速响应能力的提升提供智慧化的平台支持。积极利用数字化技术,借助历史数据及算法模型等,通过模拟、预测产业链供应链的全生命周期过程,实现对重点产业供应链生产、销售的分析和优化。可以根据产业链供应链中的人员、原材料、物流联动的强度和分布,做好产业链供应链的动态优化方案,提升供应链的应急响应能力。
不断提升产业链供应链数字化核心能力。相关部门应尽快梳理、摸排数字化领域重点技术发展清单,推出国家专项支持计划;鼓励数字化改造服务商做大做强,设立行业数字化改造标杆,引导龙头企业转变为数字化改造方案提供商,鼓励重点数字化企业牵头参与本领域数字化转型的国际标准、国家标准的制定,提升服务能级,增强在全球产业链中的话语权。
围绕重点产业领域推动产业电商平台集群建设。在细分重点领域培育具有全球影响力的产业电商平台企业,围绕平台企业形成规模庞大的优质的一级、二级供应商,并以此带动多个领域形成万亿级规模的市场,在此基础上形成相应领域数字化供应链产业联盟,促进产业电商集群发展。同时,在产业电商平台领域规范反垄断监管,积极引导市场有序竞争,保障其在守正创新的道路上行稳致远。
积极参与全球数字贸易发展,增强国内产业链供应链竞争力。数字贸易规则是国际经贸规则重构和各方博弈的焦点,也是全球供应链重构的重要推动力量。目前包括《全面与进步跨太平洋伙伴关系协定》、美墨加协定(USMCA)、《区域全面经济伙伴关系协定》等在内的110多个区域贸易协定都设有数字贸易章节,同时签署独立的数字贸易协定如《数字经济伙伴关系协定》等成为新的趋势。为此,我们应顺应数字贸易中区域及双边协定作为规则制定的主要方式,以高度依赖技术创新和数据跨境流动的数字服务为发展重点,分步骤制定如智能网联汽车、信息技术等重点领域的数据分级分类标准和重要数据目录。用足用好进博会、服贸会等贸易展会平台,强化数字贸易核心议题的交流协商,与国际组织、数字贸易主要经济体、数字贸易领军企业等持续就面临的年度关键议题及长期发展问题进行交流、协商,建立共同推进机制。探索建设与国际高标准数字贸易规则相衔接、具有中国特色的数字贸易发展体系,打造若干具有国内示范作用和全球辐射效应的数字贸易示范区。因地制宜在不同区域构建数字贸易“朋友圈”,加快数字贸易的纵深发展,强化数字贸易领域的全方位合作。
《光明日报》( 2023年01月05日 06版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)