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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

【显影中国】彩石镶嵌“守艺人”******

　　李庆龙正在创作。新华网发

　　石头是大自然的馈赠。“将五颜六色、形状各异的石头，按照需要的形状进行雕刻，并粘贴在一起，就成了一幅彩石镶嵌作品。”李庆龙说。

　　今年77岁的李庆龙是浙江省温州市级非遗（彩石镶嵌）代表性传承人。他和李成者、林志杰等人耗时四年时间，于日前创作完成了一幅彩石镶嵌版《清明上河图》。

　　彩石镶嵌版《清明上河图》局部。新华网发

　　李庆龙说，该作品在清·乾隆版《清明上河图》（北京故宫博物院藏）的基础上放大4倍创作而成，宽20米、高1米，重现了彩石镶嵌非遗技艺的独特魅力。

　　彩石镶嵌版《清明上河图》局部。新华网发

　　走近彩石镶嵌版《清明上河图》，只见人物灵动传神、楼阁栩栩如生、色彩相得益彰。“彩石镶嵌偏立体，和普通的画还是有很大区别的，需重新创作。”李成者说，前期的设计、构思是作品的命脉，而这些都是由他的父亲李庆龙完成的。

　　彩石镶嵌版《孔子圣迹图》。新华网发

　　彩石镶嵌是一项非常考验耐心和功底的技艺。“尤其是人物脸部细节的处理。”李庆龙说，《清明上河图》中包含了2000多个人物，这些“小人”大的3厘米左右，小的仅1厘米左右。要在这么小的人物上雕刻出不同的神态，难度之大可见一斑。

　　创作中的彩石镶嵌版《杨贵妃羞花图》。新华网发

　　“作品是永久给人看的，容不得一点马虎。”李庆龙认为，人生就像彩石镶嵌，有取舍、有雕刻，有打磨、有拼接，最后才能呈现一幅完美的作品。“我很享受将一颗颗石头幻化成色彩绚丽、形象逼真的彩石镶嵌作品的过程。”

　　创作中的彩石镶嵌版《金陵十二钗》。新华网发

　　除了《清明上河图》，多年来，李庆龙团队还创作了《金陵十二钗》《508罗汉》等作品。1995年9月，鉴于在民间文化保护、传承、创作的突出贡献，李庆龙被联合国教科文组织与中国民间文艺家协会授予“民间工艺美术家”称号。

　　李庆龙的手工绘制图。新华网发

　　彩石镶嵌是流行于浙南地区的一种传统民间工艺，由传统漆器工艺中的“嵌钿”演变而来，主要以色彩丰富的石头为材料进行镶嵌，至今已有几百年历史。2008年，该技艺被列入国家级非物质文化遗产保护名录。

　　监制：翁璟

　　策划：马江

　　编辑：骆思宇

　　采写：林筱 朱建波

　　摄影：缪海静

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）