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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

2023年湖北省科技工作会议在武汉召开******

　　1月7日，2023年湖北省科技工作会议在武汉召开。会议指出，过去五年，湖北科技创新高地建设稳步推进，科技创新体系更加完善，科技创新综合实力不断提升，科技创新生态持续优化，为全省经济社会发展提供了有力支撑。

会议现场。杨光泗 摄

　　2018-2022年，湖北省高新技术企业由6590家增至2万家，增长203.2%；科技型中小企业由3500家增至2.4万家，增长585.27%；技术合同成交额由1237亿元增至3000亿元以上，增长142.5%；高新技术产业增加值由6653亿元增至1.1万亿元，增长65.3%；全省研发人员由25.74万人增至35.36万人，增长37.4%；全社会研发投入经费由822亿元增至1160亿元，增长41.1%；全社会研发投入强度由1.96%增至2.32%，提高0.36个百分点；综合科技创新水平指数由67.44%增至72.15%，提高4.71个百分点。湖北研发投入、技术合同成交、高新技术企业、科技型中小企业、高能级创新平台、高端人才数量等系列创新指标稳居中部第一，区域科技创新实力进入全国第一方阵。

　　2022年，湖北以建设武汉具有全国影响力的科技创新中心为引领，加快打造全国科技创新高地，湖北科技支撑引领全省经济社会高质量发展迈出新步伐、实现新突破。湖北科技工作高位部署聚力推进，取得里程碑式重要进展，交出亮眼“成绩单”，武汉具有全国影响力的科技创新中心成功获批。数字建造、智能设计与数控等2家国家技术创新中心获批建设，数量居全国第2。全国重点实验室优化重组进展顺利。湖北科技工作实现主要指标大幅提升，跑出科技强省建设“加速度”，湖北省区域科技创新水平排名稳居全国第8、中部第1，综合科技创新水平指数达到72.15%，较上年提高2.82个百分点；全省高新技术企业总数预计突破2万家，同比增长超过37%；国家科技型中小企业入库超过2.4万家，增长达70%；高新技术产业增加值预计突破1.1万亿元，增速超过10%；技术合同成交额超过3000亿元，增长超过40%。全社会研发经费投入达到1160亿元，增长超15%。

　　会议强调，2023年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年，是贯彻落实湖北省第十二次党代会部署的关键之年，是湖北科技自立自强年。力争全省高新技术企业数量增长20%、技术合同成交额增长20%、高新技术产业增加值增幅超过10%、科技型中小企业达到25000家以上、培育科创“新物种”企业100家。

　　会议通报了2022年湖北省科技工作重点指标数据完成情况，武汉市科技局、襄阳市科技局、宜昌市科技局、大冶市科技局、湖北洪山实验室、华工科技产业股份有限公司负责同志作大会交流发言。

　　（光明日报全媒体记者张锐 夏静 通讯员朱勇进 冯星星）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）