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
“最严重罢工”令英国雪上加霜******
“最严重罢工”令英国雪上加霜(环球热点)
据路透社报道,英国政府近日向议会提交了一项反罢工法案,要求该国关键公共服务行业在工人罢工期间维持基本功能。
火车司机罢工、公交司机罢工、邮局投递员罢工、医护人员罢工、教师罢工、公务员罢工、边境管理局罢工……自2022年下半年开始沸腾的英国各行业“罢工潮”,2023年并未出现缓和态势,反而愈演愈烈。英媒引述英国一名工会领导人的话称,由于没有任何一方愿意让步,席卷英国的罢工浪潮可能将在2023年持续很长时间。
罢工浪潮 不断蔓延
新年伊始,此起彼伏的“罢工潮”继续困扰英国。
英国公共和商务服务联盟近日宣布,由于生活成本危机与薪酬争议,其约10万名成员将在2月1日举行罢工。英国公共和商务服务联盟是英国第六大工会,其大部分成员为英国政府的工作人员。
与此同时,英国救护车工作人员、苏格兰中小学教师等群体也相继举行罢工。英国全国铁路、海运和运输工人工会则表示,工会与雇佣方距离达成协议还有很长距离,铁路工人的罢工还将长期持续。
自2022年下半年以来,在英国通胀达到40年来最高水平、能源价格上涨进一步推高生活成本等背景下,护士、救护车工作人员和铁路工人等多个群体纷纷罢工以要求提高薪酬和福利待遇,导致英国的铁路交通、机场运输、邮政服务等相继陷入瘫痪状态。
路透社指出,英国面临的是自20世纪70年代末撒切尔夫人执政以来最严重的罢工,再加上两位数的通胀率,英国目前一片颓势,生活水平正以自20世纪50年代有记录以来最快的速度下降。
进入2023年,情况并未好转。英媒报道称,1月4日,英国铁路工人以为期一周的罢工拉开了新年的序幕,最新一轮的罢工活动影响数以百万计民众的通勤,使他们难以重返工作岗位。护士和救护车司机则计划在1月稍后时间举行罢工。英国最大的护士工会皇家护理学院透露,将于1月18日和19日罢工两天。
分析人士指出,英国医疗系统的罢工非常罕见。在此之前,英国皇家护理学院在其106年的历史中从未召集过罢工。救护车罢工也是1990年以来的第一次此类行动。
1月9日,英国政府多名部长级官员分别与相关工会会面,试图结束从医疗到交通运输等各个行业的罢工浪潮。其中,交通大臣与铁路工会会面,教育大臣与教师工会会面,卫生大臣与代表救护车工作人员和护士的工会会面,但相关工会对谈判结果并不满意。
经济疲软 应对乏力
中国人民大学欧洲研究中心执行主任闫瑾在接受本报记者采访时分析称:“英国‘罢工潮’持续不断的深层原因在于,近十几年来,英国受欧债危机、‘脱欧’、新冠疫情等影响,经济增长乏力。同时,英国保守党政府长期实施财政紧缩政策,公共服务部门支出捉襟见肘。近10年来,英国社会平均工资增长停滞,许多行业员工入不敷出。目前,各行业工会加薪目标与雇主能接受的目标相距甚远,例如英国护士要求19%的加薪幅度,但英国政府只同意加薪4%。”
经济合作与发展组织的报告显示,自2019年第四季度至2022年第三季度,英国经济下降0.4%,表现远差于经合组织38个成员国的累计增长3.7%。
一边是经济增长停滞不前,一边是通货膨胀居高不下。《金融时报》报道称,2022年11月,英国的食品通胀率为16.6%,创下45年来新高,预计英国国家统计局随后公布的2022年12月食品通胀率还会继续升高。由于生活成本飙升,2022年12月上半月,有45%的英国人不得不削减食品和生活必需品的采购。英国食品行业预计,英国家庭将迎来“艰难的又一年”。
“近10年来,考虑到通胀因素,英国一些行业的工资实际是负增长的,民众的钱包普遍‘缩水’。具体到在此次‘罢工潮’中的一个主要群体——医护人员,新冠疫情持续近3年,病患积压,英国一线医护人员的工作压力实际很大,非常疲惫。再加上‘脱欧’之后,英国医护等公共部门本就面临人手紧缺的问题,进一步增加了在岗人员的工作量。在这样的背景下,工资始终没有明显增长,民众不满情绪日益强烈。”中国现代国际关系研究院欧洲研究所副所长、副研究员曲兵向本报记者分析称。
英国一家独立医疗智库近日发布的调查报告显示,“脱欧”加剧了英国医务人员短缺状况,导致几大主要专科领域的医生数量比预期少了4000余人。而皇家护理学院在此前罢工中抗议的一个主要问题就是长期人手不足。
英国首相苏纳克近日表示,愿意讨论为护士加薪的问题,以结束近期加剧医疗服务系统危机的“罢工潮”。苏纳克说,政府希望就护士的薪酬问题进行合理、诚实、双向的对话。
“面对‘罢工潮’,英国政府并非不想做出妥协,而是有心无力。在经济增长疲软的背景下,英国财政本身就存在巨大‘窟窿’。从2022年11月英国财政大臣发布的政府秋季预算案可以看出,未来一段时间,英国政府主要考虑的仍是如何缩减开支。因此,目前英国政府对民众只能采取一些安抚措施。”曲兵说。
冲击社会 加剧动荡
持续不断的“罢工潮”给英国经济社会造成巨大冲击。
据报道,1月7日,数万名英国铁路工人继续举行罢工。持续的罢工导致英国铁路运输只有约1/5的车次仍能正常运行,约一半的铁路服务网络中断,威尔士、苏格兰和英格兰农村的大部分地区铁路全天停运。英国铁路网公司呼吁民众,如“非必要”,应减少乘坐铁路交通出行。
1月11日,英格兰和威尔士地区约2.5万名救护车工作人员再次举行大规模罢工。罢工期间,仅心脏骤停等严重危及生命的情况才会立即得到紧急救护服务。
“‘罢工潮’将造成英国雇员和雇主之间的矛盾不断激化,社会进一步动荡不安,同时也会加剧社会分化,使英国本就艰难的经济恢复更加困难。”闫瑾分析称,英国工人工资下降,家庭收入大幅缩水,高通胀可能会比其他国家持续更长时间,英国有可能面临七国集团中最严重的经济衰退。
近日,《金融时报》对英国101名主要经济学家进行年度调查,绝大多数经济学家认为,由新冠疫情和乌克兰危机引起的通货膨胀冲击,在英国的持续时间将比其他国家更长。他们认为这将迫使英格兰银行维持高利率,并迫使政府“实施更紧缩的财政政策”。经济学家预计,已经开始下降的英国GDP将在2023年继续下降,英国将面临七国集团中最严重的衰退和最微弱的复苏。
经合组织也预测称,2023年英国国内生产总值将下降0.4%,2024年将仅增长0.2%,这将是发达国家中最严重的衰退。
彭博社引述英国工业联合会的警告称,除非政府在投资税减免、不断萎缩的劳动力方面采取行动,否则英国经济将面临“增长停滞的十年”。英格兰银行更预测,英国或将陷入“百年来最漫长的衰退”。
“英国只有推动经济增长,才能创造更多财富和就业,进而提高英国民众的工资待遇,从根本上解决‘罢工潮’,但这在短期内很难实现。目前,英国民众整体士气低落,‘罢工潮’可能进一步加速英国经济衰退。”曲兵分析称,值得注意的是,受乌克兰危机以及能源危机的影响,欧洲其他国家当前普遍日子都不好过,类似的罢工行动也时有发生。如果欧洲各国政府不妥善解决,某些民粹主义政党可能借机挑动民意,助长民粹主义的扩散。
严 瑜
(文图:赵筱尘 巫邓炎)