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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

冬季风暴侵袭 美国无家可归者处境愈发艰难******

　　近日，美国加利福尼亚州受到冬季风暴侵袭，截至10日，风暴已导致至少17人丧生。

　　恶劣天气使得无家可归者这个群体的处境变得更加艰难，在冬季风暴肆虐下，加州多座城市长期面临的无家可归者问题愈发严重。

　　这里是加州萨克拉门托县亚美利加河沿岸，也是数十名无家可归者临时的栖身之所。其中一名无家可归者罗伯特·文森西说，恶劣天气让他们的处境变得更加艰难。

　　无家可归者罗伯特·文森西（声音来源）：我不想一辈子都待在这里。

　　由于冬季风暴侵袭带来强降雨天气，进而导致河流水位上升。8日至9日，萨克拉门托县当地派出直升机，提醒居住在河边的无家可归者撤离。

　　直升机广播：如果你是无家可归者，同时又居住在河边，建议你撤离。

　　但是令无家可归者困惑的是，他们能撤到哪里去呢？据美国广播公司报道，萨克拉门托县政府为大约200名无家可归者提供临时酒店住宿，然而，目前萨克拉门托县无家可归者人数众多，达到将近9300名，当地提供的避难场所远远不够。

　　报道称，冬季风暴导致萨克拉门托县至少两名无家可归者死亡。本月7日和8日，分别有一名40岁和一名61岁的无家可归者死亡。救援人员在现场发现，他们的帐篷均被强风吹倒的树木压在上面。

　　圣迭戈市的许多无家可归者也面临着类似的遭遇。由于河水水位上涨，一些同样在河边“安营扎寨”的无家可归者只好匆忙撤离。

　　为无家可归者提供援助的社会活动人士迈克尔·麦康奈尔：他们甚至都没穿一件外套，有的人来不及穿鞋，就赶快逃离，因为河水水位在不断上涨。

　　据美国福克斯电视台报道，去年12月，圣迭戈市中心的无家可归者人数创下新高，达到1839名。麦康奈尔认为，这只是个开始，随着房租及其他生活成本不断上涨，未来当地无家可归者的人数可能还将进一步增多。

　　为无家可归者提供援助的社会活动人士迈克尔·麦康奈尔：所有这些因素都影响着社会的弱势群体，他们可能会变得无家可归，导致越来越多的人露宿街头。

　　此外，洛杉矶市的无家可归者问题也在不断恶化。2022年2月的统计数据显示，在包含加州南部五个县的大洛杉矶地区，有69000多名无家可归者，较2015年增加55%。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）