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
他是中国现代桥梁之父，造桥炸桥皆因爱国！******
2023年1月9日
是我国著名桥梁专家、土木工程学家茅以升
127周年诞辰
他主持建造了第一座
由中国人自行设计的近代化公路两用桥
他是共和国的脊梁，最美奋斗者！
他，是学院的优等生
茅以升1896年出生于江苏镇江
小时候的他家境贫寒
总是被同辈讥讽
但他并不在乎他人的看法
自立自强！
1912年初
茅以升进入唐山工业专门学校预科
成绩名列前茅
1916年，他远赴大洋彼岸求学
在美国康奈尔大学
用一年时间便取得了硕士学位
之后
他又赴美国卡内基理工学院攻读博士
毕业时
他的博士论文《框架结构的次应力》
被认为达到了当时的世界领先水平
他的创见被称为“茅氏定律”
他，是战时的科学家
外国桥梁专家曾说
“中国人无法在钱塘江上建桥”
茅以升听到此话时，愤慨不已
发誓一定要打破这种谬论！
1934年至1937年
时任钱塘江大桥工程处处长的茅以升
在条件非常复杂的钱塘江上
主持设计并修建了全长1453米的
公路两用钱塘江大桥
钱塘江大桥于1937年9月26日通车
这是中国人自己设计和施工建造的
第一座现代钢铁大桥
是我国桥梁建筑史上的一座里程碑！
大桥宏伟，无奈战争无情
1937年11月
为不使大桥为敌所用
军事当局要求爆破大桥
12月23日傍晚，钱塘江大桥被迫炸毁！
茅以升含泪发誓
“抗战必胜，此桥必复！”
为阻止日军修复大桥以为之所用
茅以升亲自带走建桥的14箱资料
随后多年，他万里逃难
只为不让资料落入日军手中
终于1953年5月
钱塘江大桥铁路、公路重建并恢复通车
正是茅以升不懈的努力
捍卫了共和国的基业！
他，是最美的奋斗者
新中国成立后
1955年至1957年
茅以升受命主持修建了
我国第一座跨越长江的大桥
——武汉长江大桥
被称为“万里长江第一桥”
茅以升一生学桥、造桥、写桥
在中外报刊发表文章200余篇
主持编写了《中国古桥技术史》等书
为我国桥梁工程建设作出了杰出贡献
晚年，茅以升说：
“人生一征途耳，其长百年
我已走过十之七八
回首前尘，历历在目
崎岖多于平坦，忽深谷，忽洪涛
幸赖桥梁以渡
桥何名欤？曰奋斗！”
2019年9月25日
茅以升被评选为“最美奋斗者”
一生奉献，不负其名！
整理：焦子原
综合：人民日报、九三学社微信公众号
