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
光伏去年四季度业绩分化显著,或成今年利润格局演变前兆******
2022年光伏产业链价格疯狂博弈,硅料价格“狂飙”10个月后突然暴跌、组件厂备受上游成本压力,各环节盈利情况是投资者关注焦点。
目前,80只光伏股中已有56家披露了2022年业绩预告。整体来看,26家预增、5家略增、8家扭亏、1家续盈、5家预减、4家首亏、5家续亏,预喜率74.07%。最“吸金”的仍是上游材料环节,组件端虽然全年直面成本压力,但龙头厂商的业绩增速仍可圈可点。
2023年光伏产业发展进程仍是新能源行业的最大看点。目前看,产业链价格延续了去年大幅震荡的走势,硅料价格“雪崩”后大幅反弹,直面终端的组件厂能否多挣三五斗引人关注。
上游利润全年称王,但Q4增速明显分化
7家千亿光伏股,隆基绿能(601012.SH)、通威股份(600438.SH)、阳光电源(300274.SZ)、晶澳科技(002459.SZ)、晶科能源(688223.SH)、天合光能(688599.SH)、TCL中环(002129.SZ)2022年业绩均为预增。
通威股份受益于硅料价格高位运行,成为去年全年最赚钱的光伏企业,公司预计2022年净利润同比增速超200%,预计实现归母净利润252亿~272亿元,同比增长207%~231%。另一家硅料企业大全能源(688303.SH)预计全年净利润190亿~192亿元,净利规模位列第二。
“硅片双雄”隆基绿能与TCL中环的净利润增幅均超六成,但增速放缓趋势已现。隆基绿能预计2022年实现归母净利润145亿~155亿元,同比增60%~71%;TCL中环预计净利润为66亿~71亿元,同比增长63.79%~76.2%。
2022年11月~12月,硅料、硅片价格急转直下,导致相应环节企业单季度业绩增速放缓明显,这也使得光伏行业2022年第四季度盈利增速分化明显。
以通威股份为例,公司去年前三季度实现归母净利润217.3亿元,Q4归母净利润34.7亿~54.7亿元,环比下降42.5%~63.5%;扣非归母净利润40.19亿~60.19亿元,环比下降36.6%~57.6%。
硅片端,隆基绿能与TCL中环Q4业绩也出现明显下滑。其中,隆基2022年Q4实现归母净利润35.2亿~45.2亿元,同比增长130%~196%,环比减少21.6%至增长0.6%;TCL中环的降幅更为明显,2022年Q4实现归母净利16亿元~21亿元,环比减少23.20%至增长0.80%。
2022年度国内TOP20组件企业的出货量近300GW,其中仅TOP10企业便超250GW。在下游装机需求高增的背景下,市场份额稳定的组件头部厂商展现出更稳定的业绩增速。晶科能源、晶澳科技、天合光能(预计净利润增速中枢值均超过100%。
晶澳科技的全年业绩增速位居组件厂第一。2022年预计出货组件40GW以上,公司预计全年实现归母净利润48亿元~56亿元,同比预增135.45%~174.69%。
另外,2022年是各大上市公司“跨界”光伏的大年,从目前已披露的业绩表现来看,多数“跨界追光者”尚未兑现光伏业务收益。皇氏集团(002329.SZ)是其中的典型代表,公司上市后多次进行业务转型,于2022年宣布进军光伏行业,今年以来,皇氏集团又成立子公司共同推进TOPCon/钙钛矿叠层电池产品技术。而从业绩预告情况来看,皇氏集团的光伏业务突破仍需时日,公司预计2022年扣非后归母净利润亏损1.06亿元~1.11亿元,上年同期亏损5.2亿元。
硅料价格再度抬头,2023或成洗牌开局年
2023年正值“十四五”关键之年,市场各方普遍对2023年光伏装机需求增长持乐观态度。按照国家能源局预估,2023年风光新增装机将达1.6亿千瓦,延续2022年风光3:7比例,即2023年光伏新增装机将超110GW。目前也有咨询机构预测,2023年国内光伏新增装机或超130GW。
一方面,硅料新增产能不断释放给予价格的下行压力,下游成本压力将得到有效缓解。同时,海外光伏需求的增长态势来看,2~3月份有望延续1月份“淡季不淡”走势。
然而,春节过后,前期雪崩的硅料价格大幅反弹,再度令市场担忧上游原材料价格下行放缓对需求的影响。
2月1日,硅业分会发布最新多晶硅价格,国内单晶复投料价格区间在20.0万~23.2万元/吨,成交均价21.75万元/吨,环比节前价格涨幅为31.02%;单晶致密料价格区间19.8万元~23.0万元/吨,成交均价21.52万元/吨,环比节前价格涨幅为31.22%。而从2022年11月中旬起,硅料价格曾一度腰斩。
对于价格大幅反弹,硅业分会表示,除了两周价格积累外,一方面硅片企业开工率大幅提升,硅料需求有相对可观的增量;另一方面,硅片企业的原料消化殆尽,节后第一周硅料采购需求大幅增加,支撑硅料价格延续上涨走势。
某光伏行业资深人士对第一财经记者表示,短期内硅料硅片价格向上标志着年后各项目如期开工。“价格上涨分两方面看,目前来看,春节后开工率还是比较高的,需求真实存在,使得硅料硅片价格突然走高。”他对记者说,“中长期看,去年四季度开始,硅料新增产能大量释放,整体库存水平还是比较可观的,往后看硅料产能不会是制约行业发展的主要矛盾,供大于求的局面或长期存在。”
硅料环节释放的利润空间将向下分配。随着节后光伏产业链价格上涨,组件价格小幅回升,部分厂商从每瓦1.65元回升至每瓦1.7元~1.75元,高于每瓦1.8元尚难被接受。
产业链利润再分配之际,以隆基、通威为代表的一体化龙头仍然在不断加码扩张产能。半个月前,隆基绿能继续加码一体化布局,公司宣布拟投资452亿元投资建设年产100GW单晶硅片项目及年产50GW单晶电池项目。通威股份2022年四季度组件业务进入发展初期,预计小幅亏损,公司继于盐城市投资40亿元建设25GW组件产能后,又于南通市投资40亿元,建设25GW组件产能,2023年底前有望投产。
“大厂走一体化用资金优势、规模优势、先发优势不断扩张产能,使得后加入市场的光伏玩家和二三线厂商压力会比较大。一体化的大规模、低成本可能使得部分环节的利润更加集中,年内小厂商的洗牌趋势或会逐渐显现。”前述光伏人士说。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)