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

寻找博物馆里的“兔文化”******

　　走进沈阳博物馆一楼大厅，就能看到“百兔图”。这100幅兔子形象的画，是由100位小朋友在“寻找国宝里的小兔子”文化专场活动中画的。沈阳博物馆社教部主任姜欢表示，博物馆通过举办系列活动，营造浓浓的新春氛围，同时普及生肖文化、传播生肖故事，让孩子们在趣味活动中感受中国传统文化的独特魅力。

　　百名小朋友，共绘“百兔图”

　　“寻找国宝里的小兔子”系列活动，是沈阳博物馆在兔年春节来临之际精心策划的，通过“送福、画兔、寻宝”等丰富多彩、年味十足的文化活动，让观众享受博物馆送去的“文物新春礼”。其中，“沈博邀您画兔”是专门为全市青少年学生打造的文化专场，1月11日至15日每天一场，通过多个活动环节，带孩子们了解家乡沈阳的历史文化，感受城市博物馆的文化魅力。该活动一经推出，便受到观众们的喜爱，报名异常火爆。

　　活动中，中小学生在社教老师的带领下，开启“兔年讲兔、共绘百兔、穿越寻兔”之旅。目前摆放在博物馆一楼的“百兔图”，就是孩子们在活动现场绘制的。“在社教老师发问、孩子们举手参与的过程中，《嫦娥奔月》、兔年生肖等故事都会深入孩子们心中。大家凭借着自己的想象，画出了属于这个春节的兔子。”姜欢说，将这些画放在馆内展示，也是为了激励孩子们积极走进博物馆。

　　穿越千年，寻找文物上的小兔子

　　“寻找国宝里的小兔子”系列活动中的“重头戏”，自然就是“穿越寻兔”了。活动中，孩子们一边听社教老师的讲解，一边认真欣赏每一件文物。

　　“找到了，找到了！”在五场文化专场活动中，姜欢最喜欢听到孩子们找到“小兔子”时欢欣鼓舞的声音。这个兔子的形象，出现在沈阳博物馆的“镇馆之宝”之一——辽代白釉黑彩梅瓶上。据了解，每场活动大约有30组家庭，孩子们找到兔子后，会非常激动地告诉社教老师，其余孩子也会一起围过来仔细欣赏，他们的眼神里充满了求知欲，讲解员也会借机将这件文物的“前世今生”细细讲给孩子们听。“策划这个活动，就是希望在春节前搭建亲子互动平台，让沈阳博物馆能够成为青少年群体的研学阵地。”姜欢说，这个活动得到了家长们的认可，很多家长认为在兔年春节前举办活动很有意义。

　　创新活动形式，让文物活起来

　　白釉黑彩梅瓶出土于沈阳康平张家窑林场长白山4号墓，造型古朴。瓶身通体施白釉，以黑彩绘有包括兔子在内的五只动物，并按照真实比例分布。其中，鹿、羊和两只狗体积较大，均匀绘在梅瓶的四个面，两只狗的位置相对，中间以鹿和羊相隔，在瓶身上形成了狗追鹿、狗追羊的场景。

　　活动中寻找的小兔子，位于梅花鹿下方。梅瓶上的兔子形象灵动，四条腿壮硕有力，好像正要跃起，后方还绘有草叶纹的图案。兔子与其余四只动物以同一方向奔跑的姿态呈现，整个绘画手法写实而生动。

　　这件白釉黑彩梅瓶具有极高的历史价值、艺术价值和文化价值，是沈阳厚重历史与多元文化的重要代表器物之一。“在兔年春节到来之际，我们以这只小兔子为活动策划的灵感，将博物馆的社会教育职能与千年前的文物相结合，守正创新，让文物活起来！”姜欢说。

　　沈阳日报、沈报全媒体记者 刘海搏

　　(《沈阳日报》 2023年01月19日  12版)