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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

“让民间文物修复技艺传承延续”******

　　“让民间文物修复技艺传承延续”

　　本报记者 李 强

　　在展会现场，观众体验如何用传统技艺加工石材。

　　本报记者 李 强摄

　　铁匠将烧红的铁锭捶打成铁艺装饰；泥瓦匠用瓦刀和灰泥“修复”古老的建筑墙体；石匠对着一块大理石左右敲琢，一根罗马柱头已近完成；木匠脚踩皮带轮带动磨具，将一块方木打磨成国际象棋的棋子……这是记者不久前在德国莱比锡会展中心举办的莱比锡文物保护修复和改造博览会上看到的景象。

　　展会上，除了工匠展示技艺，还包括文物修复设备、建筑原材料、工具模具、考古探测仪器等展品。参观者有机会学习古迹保护、修复和旧建筑改造技艺，体验文物修复工艺，还能在这一行业中寻找商机。

　　在一个名为“风格屋顶”的展位前，参观者手持特制的尖头锤，将一块块黑色的页岩片敲成各种造型。另一边，身着传统服饰的专业工匠，熟练地将同样的页岩片敲击成尺寸一致的圆形瓦片，镶嵌在屋顶模型上。

　　“风格屋顶”工作室是一个由德国屋顶工匠成立的组织，传承着数百年前的手工技艺。时至今日，页岩石板瓦依然是德国建筑的主要建材。“风格屋顶”工作室不仅承揽了许多文物建筑的修缮工作，还承接民间住宅改造，通过市场化运作实现盈利。

　　“‘热爱手工艺’是我们的座右铭。”“风格屋顶”工作室负责人米尔科·菲舍尔介绍，他和他的屋顶工匠团队在工作之余，运营着数万粉丝关注的社交媒体账号，用视频和图片记录“风格屋顶”工匠们日常工作的场景。城堡、市政厅、当地传统民居的屋顶上，都有他们忙碌的身影。工匠们特别自豪并热衷于展示自己的手艺：一块页岩片，一把尖头锤，不到一分钟就能敲出一个规整对称的心形图案。

　　在展会现场，记者不时看到成群结队前来观摩学习的学生。他们大都是职业学校的学生，所学专业涉及文物修复、建筑、园林、木工、瓦工等。安妮·克莱恩鲍尔是一名职业学校学生，她对记者说：“在这里，我可以了解一些实用的操作流程，有任何问题都可以跟工匠交流并建立联系，这也为我未来就业提供了机会，非常有帮助。”

　　“修复者在保护建筑遗产方面发挥着关键作用。特别是在修复历史建筑时，他们的特殊专业知识和技能至关重要。”莱比锡展览公司相关负责人费利克斯·维索茨基表示，“整个文物修复行业迫切期待更多年轻人加入，让民间文物修复技艺传承延续。”

　　（本报德国莱比锡电）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）