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

强冷空气来袭！多地气温将暴跌20℃以上******

　　据中国天气网消息，2023年首场大范围雨雪即将上线，预计11日至15日，这股强冷空气将给我国带来剧烈降温、大风及大范围雨雪，东北、江淮、江南等地部分地区气温将暴跌20℃左右，华北、黄淮等地有明显雨雪，不少地方将是今冬初雪。

　　全能型冷空气带来大范围雨雪

　　华北黄淮等地初雪虽迟但到

　　“这股强冷空气具有影响范围广、降温幅度大、雨雪范围广且相态复杂的特点。”中国天气网气象分析师张娟介绍，此次冷空气强度强，推进速度较慢，加上有南支槽配合水汽输送，所以造成雨雪范围较广，我国除西藏以外的其余大部地区都会先后受到雨雪的波及。

　　从具体的雨雪进程来看，10日至12日新疆北疆地区持续风雪天气，阿勒泰、塔城等地将有大到暴雪，西北地区东部、华北、黄淮会有分散性的雨雪天气；13日随着冷空气逼近，冷暖气流正面“开战”，西北地区东部、华北、东北到江南中北部等地自西向东、自北向南将先后出现雨转雨夹雪或雪。

　　13日早晨，雨雪分界线将位于甘肃南部至华北北部、黑龙江南部；14日早晨，南压至华北南部、陕西南部；15日早晨，到达贵州北部至长江中下游沿线；16日，进一步南压至贵州南部至江南中北部一线。

　　较强降雪主要集中在内蒙古中部、河北西北部、山西北部、山东南部的部分地区，这些地方可能出现中到大雪、局地暴雪，新增积雪将在5厘米左右。

　　省会级城市中，北京、天津、石家庄、太原、济南都有可能在13日前后迎来今冬初雪。和常年相比，当地今冬初雪时间均已经迟到了一个月以上。“不过目前预报时效较远，最近异常的暖会让雨雪相态的转换有一定不确定性，需临近再关注。”张娟说。

　　值得一提的是，由于此次暖湿气流强盛，大气不稳定能量增强，12日至14日期间，江淮、江汉、江南等地的部分地区还将出现同期少见的闪电和对流性降水天气。

　　我国多地气温将暴跌20℃以上

　　湖南江西等地从初夏跌至深冬

　　由于近期回暖迅猛，因此这次冷空气带来的降温将非常剧烈，其中东北地区、江淮、江南等地部分地区气温降幅将达到20℃，局地甚至能达到25℃左右。降温过后，中东部大部地区平均气温将由前期偏高逐渐转为偏低，全国冷暖形势将实现大逆转。

　　从降温进程来看，西北地区将率先受到影响，11日至12日，新疆、甘肃、青海降温幅度可达6～12℃，新疆北部降温超过14℃。

　　12日夜间到13日白天，内蒙古、东北、华北一带将出现6～12℃的降温，其中内蒙中东部、黑龙江、吉林等地降温将达到12～16℃，局地降温幅度可能达到20℃左右。像黑龙江省牡丹江市，12日最高气温2℃，15日就将降至-17℃，降幅可达19℃。

　　13日夜间到15日，黄淮、江淮、江南、华南等地也将开始自北向南陆续降温，其中山东南部、安徽、江苏北部、湖北东部、湖南、江西等地部分地区降温幅度有可能达到12～16℃，局地超20℃。以长沙为例，13日最高气温还有26℃，15日将骤降至2℃，降幅达到24℃，直接从初夏跌至深冬！

　　降温过后，17日早晨，最低气温0℃线将位于云南东部至贵州、江南中南部一线，-10℃线位于华北中南部、陕西南部一线。

　　友情提醒，本周中东部地区先暖后寒，降温如换季，各地公众应该密切关注天气预报，根据气温变化适时调整着装。同时，眼下已经进入春运高峰期，即将上线的大范围雨雪天气将对交通出行产生不利影响，提醒有出行计划的公众多关注气象部门的预报预警信息以及交管部门的路况信息，妥善安排行程，安全顺利出行。

　　来源：中国天气网

　　监制：张越

　　编辑：周喆、伍越