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

筑牢八千里边关钢铁防线******

　　“10年前，我们边境巡逻靠的是铁脚板，如今‘电子眼’沿线建设，信息化管边控边能力得到明显提升。党的二十大提出，加强国防动员和后备力量建设，推进现代边海空防建设。我认为，建设现代化边防需要现代化民兵……”初冬傍晚，滇西边陲，位于半山腰的中缅边境某联防所，民兵赵国峰和联防队员们围坐在篝火旁，讨论近年来边防发生的巨大变化，气氛热烈。

　　对于云南省军区官兵和民兵来说，守卫八千里边防线是莫大荣光，也是如山责任。近年来，广大官兵和民兵携手戍边，用热血书写忠诚，守卫边境安宁。

　　“如果我们连前方的小家都守护不了，那就更没法守护后面的大家了！”赵国峰是临沧市镇康县南伞镇30号卡点负责人，也是一名退役军人。去年4月入驻卡点后，他一直坚守在这里。镇康是一座岸城一体化“边地新城”，国境线长96.358公里。全县4个民兵执勤连在133个公路口、15条重要通（便）道等点位设置了150个卡点，24小时值守。赵国峰所在的30号卡点四面环山、沟壑纵横、地势险要，除了日常巡逻外，他们还在重点部位设卡设伏，有力地打击了走私和偷越边境行为。

　　相比30号卡点的艰险，11号卡点的防控任务复杂多元。由于地处县城附近，加之没有天然屏障，这里偷越边境现象突出，执勤民兵时刻准备与跨境犯罪分子斗智斗勇。卡点的负责人曹正荣告诉记者，正因为如此，虽然家就在不远处，民兵们都选择吃住在点位上，这几个月共抓获百余名偷渡人员。

　　“党的二十大提出，全面推进乡村振兴。现在云南沿边的25个边境县基础设施不断改善，878个抵边村从边陲一线变身发展前沿，200余万边民脱贫致富奔小康，许多人自觉加入戍边守防队伍中来。”云南省军区领导介绍。

　　“守边护哨必须强化全时备战状态。”在金平县金水河镇某民兵哨所，为了便于观察，民兵高海在申请并获得有关部门批准后，移走了挡住视线的一棵大树，并在二层阳台架起高倍望远镜，一天不落地将监测记录写进执勤日志。他说：“守边护防责任重大，要像守家护院那样在哨所扎根。”

　　作为英模民兵连队的传人，云南“筒裙民兵”几十年义务巡边近10万公里。在学习党的二十大精神时，大家谈道：“要发扬甘于奉献、爱边护边的精神，接力履行好戍边使命。”12月1日下午，在民兵班长陆子黎的带领下，5名女民兵再次踏上巡逻路，察看管辖的4块界碑。她们熟悉20多公里边境线上的一草一木。2年多，该民兵班为一线官兵提供了10余条重要的边情信息。

　　从繁华喧嚣的边贸口岸，到人迹罕至的原始森林；从白雪皑皑的高黎贡山，到烈日当空的热带雨林……行走边境一线，“镇守边关视死如归”这8个大字气势如虹。这是烙印在边境一线官兵和民兵心底的誓言。（柯穴）