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
挖掘内涵,活化校园文化遗产******
【专家观点】
作者:王琦(中央党校〔国家行政学院〕习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心研究员)
党的二十大报告指出,加大文物和文化遗产保护力度,加强城乡建设中历史文化保护传承。历史的积淀,使得大量的文化遗产、建筑遗产留存在一些大中小学校园内,形成了一道独特而亮丽的风景线。校园里饱经风霜的一草一木、一砖一瓦,无不诉说着自己所携带的历史、文化、科学等丰富信息,它们镌刻着红色印记,蕴含着人文情怀,展现着跨越时代的建筑风貌,不仅是学校环境育人的素材和思政教育的载体,潜移默化地影响着学生的思想观念和行为方式;更是中华文明的瑰宝和精魂,让全体中华儿女坚定文化自信,增强家国情怀。
清华大学 资料图片
校园历史文化遗产塑造环境优美、底蕴深厚的文化校园,能够以文化人、以美育人
校园环境是看得见、摸得着,最直观、最立体的美的享受,是以美育人的重要组成部分。那些青瓦红墙藏古韵的早期建筑格调高雅、细节精致,和现代建筑、自然景观相互交融,共同组成富有品位、美不胜收的大美校园,浸润师生心田,通过审美的愉悦,触动学生感受自然之美、生活之美。例如,清华大学的荷塘月色、穹顶礼堂等早期建筑,水木明澈,草叶成荫,既有庄重气派,又有玲珑剔透;武汉大学的珞珈山麓、东湖之滨,中西合璧、布局精巧的早期建筑群气势恢宏、浑然一体;中山大学的早期建筑群红砖绿瓦,古朴而悠远,在巨树的掩映下,透露着厚重历史和蓬勃生机。身处优雅静谧、钟灵毓秀的校园,使人内心安宁、心胸宽广、格局开阔,远离浮躁和喧嚣;驻足在底蕴深厚、人杰地灵的校园,让人感受到生机盎然的文化氛围,徜徉在丰盈积极的精神世界中。
校园历史文化遗产展现独一无二的校园精神和校风学风,能够润物无声、提供源源不断的精神力量
优良的学风校风是治学之本、成才之本、立校之本,校园内的历史文化遗产承载着学校的发展史,记录着历届学子们在这里挥洒青春热血、大先生们在这里传道授业解惑、前辈先贤们在这里托举起国家和民族复兴使命的珍贵场景。这些历史具有强大的穿透力、感染力和凝聚力,引导学生树立正确的三观和崇高远大的人生理想,提升师生的社会责任感和民族使命感。比如北京大学的燕南园,是燕京大学时期修建的教职工住宅区,这里先后居住过多位各个领域的璀璨明星和文化巨匠,这些建筑和饱经风霜的古树一道诉说着大先生们在燕南园的焚膏继晷和生活传记。岁月更迭,历久弥新,他们留存下来的绝非单纯的科研成果和经典著述,更是深蕴于日常点点滴滴中的文化意义和人文精神,让勤奋严谨求实创新的北大学风在亭台楼阁、湖光塔影之间生生不息,时刻提醒着青年一代要始终保持一股顽强拼搏、勇于开拓的精气神,在奉献社会的进程中书写无愧于时代的壮丽篇章。
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校园里的革命文物、遗址遗迹深刻反映中国共产党救国、兴国、富国、强国的百年奋斗史,在党的旗帜引领下,学校及其师生与党同心、同向同行,是学校最直接且最能有效利用的爱国主义教育资源。红色文物、遗址记录的红色故事所蕴含的理想信念、精神追求和行为规范,不仅让学生深刻领悟中国共产党和中国人民的奋斗历程,深刻领悟为什么历史和人民选择了中国共产党和社会主义,更加坚定“四个自信”,同时也会潜移默化地影响学生的价值追求和行为选择,让学生树立正确的义利观,提高抗压抗挫折能力。例如,鼓浪屿红色革命旧址“厦门青年战时服务团”坐落在厦门二中校内,厦门二中充分运用红色资源,把革命先辈请进校园在旧址讲述红色故事,借助文化节展开形式多样的活动,师生共同演绎学校的红色历史,组成以学生为主体的鼓浪屿红色文化宣讲队,走进社区为市民讲党史;党的早期北京革命活动旧址长辛店工人夜班通俗学校坐落在北京市长辛店第一小学校内,承载着早期中国工人运动的悲壮历史和勇往直前的二七精神,这里作为红色教育基地对公众开放后,师生们举办专题展,积极参与志愿者宣讲团,不断推动党史学习教育走深走实;1927年,北京潞河中学诞生了通州第一个党支部,潞河中学依托红色资源,建设了校史馆、烈士纪念碑,通过“沉浸式”现场教学等多种方式赓续红色血脉,引导学生“扣好人生第一粒纽扣”。
校园历史文化遗产凝结中华民族传统文化,学校的研究和利用,能够推动中华优秀传统文化创造性转化、创新性发展
有高度的文化自信、文化的繁荣兴盛,才有中华民族的伟大复兴。要深入挖掘文物、遗产所蕴含的文化内涵,提高研究阐释和展示传播水平,让文物“活起来”,让灿若星河的文化遗产“说话”,滋养中华民族延绵不绝、民族精神生生不息。学校特别是高校原本就是学术研究、创新发展的重镇,也是国家文化软实力的鲜活名片,对其如数家珍的历史遗迹、文化遗产进行保护和传承,不仅是责任使然,更有得天独厚的优势。例如,坐落在湖南大学的岳麓书院,是全国修复最好、保存最完整、规模最大的一所古代书院,历经千年,弦歌不绝,讲堂上高悬着的“实事求是”匾额,是1917年湖南公立工业学校搬进岳麓书院办学时确立的校训,取自东汉史学家班固在《汉书》中写下的“修学好古、实事求是”,是对古人求索真知的文化传承。青年毛泽东曾在此生活居住,思索着改造旧中国的方案,使这里成为我们党实事求是思想路线的一个策源地。湖南大学不断推动书院文化资源的“活化”,岳麓书院学规写入学生基本行为规范,以书院为依托进行习礼育人,将国学经典融入大思政课程,打造纪录片和专题片等文化产品,让全社会感受到中国古代书院的文化内涵,推进中华传统文化对外传播。
历史文化遗产是不可再生、不可替代的珍贵资源。校园内的历史文化遗产是学校悠久历史和光荣传统的真实写照,对内激发广大师生的爱国爱校热情;也是中华民族精神血脉和璀璨文明的重要标识,对外展现学校的校园风貌和良好形象。我们要将校园的历史文化遗产保护好、管理好、研究好、利用好、传承好、传播好,使其在以美育人、环境育人、提供公共文化服务、满足人民精神文化生活需求等方面发挥更大的作用。
《光明日报》( 2023年01月10日 14版)