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
4省份2022年人口逆势增长,经济增速第一的江西增加10.58万人******
作者:林小昭
在2022年全国人口减少85万人的情况下,多个中西部省份却实现了人口增长。
GDP增速第一,江西人口增长10.58万人
这其中,中部省份江西发布的数据显示,2022年末全省常住人口4527.98万人,比上年末增加10.58万人,增长0.23%。全年出生人口32.5万人,同比减少5.2万人,人口出生率为7.19‰,下降1.15个千分点;死亡人口31.4万人,增加1.1万人,人口死亡率为6.94‰,上升0.23个千分点;人口自然增长率为0.25‰,下降1.38个千分点。
对一个省份来说,人口增长包括自然增长和机械增长(即人口净流入)。在人口自然增长方面,去年江西人口自然增长率为0.25‰,按此计算约1.13万人。也就是说,去年江西在人口机械增长方面,新增流入人口9.45万人。
江西省社会科学院经济所所长麻智辉对第一财经分析,江西以前外出人口较多。近年来,江西经济增速比较快,增速位居全国前列,一个重要原因就是江西加大了承接了东部产业转移的力度,江西承接了较多的大项目、大的产业链。同时,江西这几年战略新兴产业发展的速度比较快,在GDP中的占比明显提升。随着经济快速发展,叠加近几年疫情影响,因此,有不少外出人口回流到家乡创业或就近务工。
数据显示,2022年江西GDP增速达到4.7%,与邻省福建并列全国第一。其中,在外贸方面,2022年,江西外贸总值6713亿元,一举跨过5000亿元、6000亿元两个台阶,较上年增长34.9%;进出口规模居全国第15位,较2021年前进3位。
厦门大学经济学系副教授丁长发对第一财经分析,江西毗邻长三角、珠三角和福建,在产业转移过程中,就近转移的成本比较低。近年来江西的招商引资力度很大,东南沿海的大量产业转移到江西,近年来江西经济发展非常快。
麻智辉说,江西这几年承接的产业转移非常多,除了地理位置便利外,一方面,江西近年来大力改善营商环境。其次,近年来江西的交通和物流条件有大幅改善,高铁、高速公路网络日臻完善,物流成本也有很大幅度的降低。再次,江西产业园区的配套能力也有很大程度的改善。这几年江西对产业链高度重视,推动实施产业链链长制,完善产业配套,吸引了很多起来到江西来发展。
数据显示,去年江西规模以上工业增加值增长7.1%,高于全国3.5个百分点。江西省统计局局长方向军表示,去年全年江西电子信息产业营业收入首次突破万亿元,达1.03万亿元,增长 23.7%。新能源产业加速发展。锂电、光伏产业集聚效用日益凸显,全年新能源产业实现营业收入4065.1亿元,增长120.3%,占规上工业比重为8.4%,比2021年提高4.2百分点。在宜春时代、国轩高科、吉利动力电池、抚州比亚迪等百亿级投资项目的带动下,新能源产业投资增长30.3%。
随着经济的快速发展,江西城镇化水平也在不断提升,城镇化的提升也带动了第三产业的发展。数据显示,2022年江西城镇常住人口2810.52万人,比上年末增加34.12万人;乡村常住人口1717.46万人,减少23.55万人;常住人口城镇化率(城镇常住人口占总人口的比重)为62.07%,比上年末提高0.61个百分点。
麻智辉说,江西人口增长,跟随着近几年江西经济的快速发展,城镇化水平提高,城市的面貌改善也有关。以前很多人在在沿海地区买房置业,现在有不少人回到江西买房置业、就业。
另一方面,去年沿海的长三角、珠三角受疫情影响,有部分人返回老家。随着疫情防控措施优化,今年这部分人是否返回沿海地区?
在麻智辉看来,去年江西人口的增长,可能会有一部分人因为疫情因素从沿海回流,但这只是其中一个原因,最根本的原因还是江西近年来承接产业转移较多,近几年经济增长位居前列,有不少人回家创业或就近就业。
多个中西部省份常住人口增长
江西之外,目前广西、重庆、甘肃3个省份也公布了2022年人口数据。从发布的数据来看,这些省份2022年均实现人口增长。其中,甘肃省统计局数据显示,2022年末全省常住人口2492万人,比上年末增加2万人。全年出生人口21.1万人,人口出生率为8.47‰;死亡人口21.2万人,人口死亡率为8.51‰;人口自然增长率为-0.04‰。按此计算,去年甘肃在人口自然增长方面,约为-0.1万人,在人口机械增长即新增流入人口约为2.1万人。
广西壮族自治区统计局数据显示,2022年末全区常住人口5047万人,比上年末增加10万人。人口出生率8.51‰,人口死亡率7.08‰,人口自然增长率1.43‰。也就是说,去年广西人口自然增长这块,约为7.2万人。按此计算,去年广西人口机械增长即新增流入人口约为2.8万人。
重庆市统计局数据显示,2022年末全市常住人口3213.3万人,比上年末增加0.9万人。全年出生人口19.2万人,人口出生率为5.98‰;死亡人口26.0万人,人口死亡率为8.09‰;人口自然增长率为-2.11‰。按此计算,去年重庆在人口自然增长方面,约为-6.8万。在人口机械增长方面,为新增流入人口7.7万人。
在2022年全国人口减少85万的情况下,多个中西部省份逆势增长,一方面有去年沿海疫情影响下,部分外出人口回流的因素。另一方面,也有产业转移,部分外出人口回流的因素。广东体改研究会会长彭澎分析,随着近年来沿海产业向中西部转移,就近就业增多。其中,有一部分人在沿海闯荡积累了经验,返回老家创业。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)