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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

温暖回家路丨春运首日“护龙人”：每天弯腰、蹲起上千次为运输安全保驾护航******

　　大河网讯 1月7日，春运首日，阳光明媚。在中国铁路郑州局集团公司郑州车辆段南五里堡客车整备场，一列列精检细修、整装待发的客车像一条条绿色长龙，等待着开往“美丽的春天”。繁忙的整备场，穿着工装、戴着口罩的客车检车员们不停穿梭在车体间，他们就是——春运里的“护龙人”。

　　每年春运，铁路部门都要对郑州局集团公司所有配属的旅客列车进行客车大整修，迅速修复各种不良隐患，并重点从防燃轴切轴、防客车火灾、防列车分离、防制动故障、防运行品质不良、防配件脱落入手，为客车查找病灶，整治病害，补充营养，强壮筋骨。

　　随着新冠疫情防控形势向好，企业复工复产加速，不少列车已重新投入使用。郑州车辆段是郑州局集团有限公司唯一的普速客车检修单位，担负着67列1139辆图定列车车辆的日常检查、故障处理和技术保养等繁重任务，确保这些即将“开往春天”的列车行车安全。根据测算，这个段除保证图定客车正常开行外，还需编组临客车底29组526辆。

　　为此，春运期间，这个段紧密围绕客车车体运用实际，科学调配检修计划，实施车辆检修定人、定责、定标的管理制度，统一车辆整修标准，对图定客车和临客列车进行全面整备。

　　李俊，郑州车辆段库检车间青年突击队检车员，作为一名“00后”，李俊的主要工作就是对进入客整所的客车车体进行逐辆检查，确保车辆各部件状态良好。今年是他经历的第二个春运，1月7日，李俊正在检查一列209P转向架型号的车体，他左胸前挎着的一台对讲机不断传出指令，右手提着一把点检锤，木质的锤把已乌黑锃亮，尖尖的锤头也已经被磨圆。

　　李俊熟练地探入车底，脑袋探进侧架内侧，提起点检锤“滴滴答答”地敲击着转向架摇枕，静静地辨识着金属撞击的声音，整个过程不停地变换姿势，眼睛像鹰一样巡查着每一个部件。通过眼看、耳听、手拉、指摸等方式，找出列车的“病因”，及时修正。

　　李俊说：“在定岗前，师傅告诉我这种车型检查重点主要在车体下部组件，需要仔细敲击部件，听音辨别部件是否存在问题，如遇问题部件要及时处理，并再次确认修复后的部件状态良好。尤其是春运期间，列车疲劳运行更易引发各种不良隐患，作为检车员更应该严格按照标准，做到精检细修。”

　　不一会，李俊从车底钻出，嘴里默念一句：“敲击声音未见异常，该车状态良好。”接着向下一辆车走去。因行车安全需要，客车车体检查作业都是在露天场所开展，场内没有树木、没有任何可以遮挡的设施。春运期间，室外温度最低将达到零下10摄氏度。检车员长时间的室外作业，每天行走的步数通常在两三万步，用检点锤敲击的次数达到上万次，弯腰、蹲起的次数多达上千次。

　　据了解，郑州车辆段以客车电采暖系统、制动系统检查整治为重点，紧盯关键补强短板。在客整场库停期间，组织作业班组对易冻覆冰部位和制动系统供风管路实施全面防寒检查，对车内空调、伴热装置等重要设施逐一检查。针对近期气温骤降的实际，组织作业人员及时供电供暖，为夜间停放的客车保暖驱寒，确保次日安全出库、上线良好运行。

　　围绕春运客车安全，突出大部件脱落、防溜等安全关键，开展安全隐患排查整治，加大对关键岗位、关键作业、关键部位的检查盯控力度，在全面做好列车转向架、塞拉门、车内服务设施等关键部位日常巡检的基础上，重点对车上车下的供水管路和用水设施进行全面平推检查。

　　春运期间，这个段结合春运开行方案，提高作业人员的应急处置能力，从严从细做好应急故障的判断和处置，为假期运输安全保驾护航。（记者 祝传鹏 通讯员 刘雨）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）