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
春节假期天气地图：我国无大范围低温雨雪冰冻 南方多地雨中迎新春******
中国天气网讯 今天（1月19日）上午，中央气象台正式发布春节假期天气预报，预计2023年春节假期（除夕至初六）我国无大范围低温雨雪冰冻等灾害天气，冷空气活动较为频繁，中东部地区气温波动较大，内蒙古东部、东北一带气温偏冷明显，部分地区将现极寒。南方多地雨水中迎新春，除夕、初一及初五前后会有阴雨，需注意出行安全。
北方冷空气频扰气温偏低 东北等地将现极寒天气
中央气象台预计，春节假期，我国无大范围低温雨雪冰冻等灾害天气；中东部地区冷空气活动频繁；北方大部地区以晴到多云天气为主，平均气温较常年同期偏低1至3℃；南方地区有一次大范围小雨过程，平均气温较常年同期偏高1℃左右。
内蒙古、黑龙江部分地区将现极寒天气。受冷涡影响，春节期间内蒙古东部和东北一带气温偏低明显，会有大片区域气温创今冬来新低，黑龙江中北部、内蒙古东部有不少地方还可能会打破1951年以来低温历史纪录。
其中，黑龙江省会哈尔滨，初一、初二最高气温仅有-23℃、-24℃，将连创今冬新低，最低气温更是会降至-35℃，实力演绎北国冬日的天寒地冻。内蒙古东部的图里河连续4天最低气温-49℃，冷得罕见，当地从1951年以来仅有两天最低气温达到-49℃以下。这些地区的小伙伴，过年一定备足最厚的装备，全副武装防寒保暖。
西北大部、华北北部气温偏低，雨雪少。除了东北地区，西北大部、华北北部春节期间气温也将会比常年同期偏低，最高气温在冰点线徘徊，最低气温跌至-10℃左右。另外这些地区雨雪稀少，春节期间在保暖防寒的同时要及时补水防燥。
华北中南部、黄淮假期初期有霾扰。除夕和初一冷空气影响间歇期，大气静稳，华北中南部、黄淮等地可能会有霾天气出现，初二开始随着冷空气的到来，空气质量好转。
南方大范围降雨来扰 华南西南等地警惕大雾
南方大部假期雨水开启。南方大部地区除夕、初一会遭遇降水，强度较弱，其中，湖北西部一带海拔较高区域可能会有雨夹雪或小雪出现；初二到初四天气转晴，只有西南地区东部可能会有分散的弱降水，但受到冷空气扩散南下影响，可能会出现4至6℃降温；到初五前后，南方雨水又将增多，春运返程或将受到影响。
西南、华南等地有雾来扰。除夕夜至初一，四川盆地南部、安徽、华南南部及沿海，北部湾、台湾海峡等地有大雾，局地能见度不足200米；初五、初六早晨时段，贵州南部、广西、广东西部等地有大雾。
西藏西南部警惕强降雪。西藏西南部在初三后会有强降雪，部分地区大到暴雪，需警惕降雪带来的不利影响。
今年，随着疫情防控政策调整，不少在外工作的人都选择了返乡过年，此时防疫并不能完全松懈。在返乡途中，依然要做好个人防护，佩戴口罩必不可少；返乡初期，要加强自我健康监测，尽量避免接触家里有基础性疾病的老人；春节期间，不熬夜，避免劳累，不大量饮酒，不暴饮暴食。
中国天气网提前祝大家春节快乐，兔年大吉，万事如意！（策划/冯玮 设计/张莉 数据支持/张娟）
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