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

鹤岗铁路正式通车！“绿巨人”首次驶入黑龙江******url:https://m.gmw.cn/2022-12/26/content_1303235135.htm,id:1303235135

　　12月26日8时34分，随着首趟“复兴号”动力集中型动车组从鹤岗站平稳驶出，标志着鹤岗铁路正式通车。黑龙江省东部铁路网进一步完善，人民群众出行更加方便快捷。

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　　佳鹤间最快44分钟可达

　　鹤岗至哈尔滨最快3小时33分钟

　　据了解，鹤岗铁路位于黑龙江省东北部地区，线路南起佳木斯市，北至鹤岗市，全长71.5公里，其中莲江口至大陆段设计时速160公里，鹤立至大陆段设计预留时速200公里条件。全线设佳木斯、莲江口、鹤立、鹤岗4座客运车站，其中佳木斯、鹤立、鹤岗站具备接发动车组条件。开通后，鹤岗至佳木斯最快44分钟可达，鹤岗至哈尔滨最快3小时33分钟可达。

　　据介绍，鹤岗铁路开通初期将安排开行鹤岗至哈尔滨、鹤岗至佳木斯等方向动车组列车5对，后期将根据客流变化和车体安排，按照日常线、周末线安排列车开行，单日开行动车组可达8.5对。

　　哈尔滨局集团公司进一步优化鹤岗铁路中转换乘列车运行时刻和车站股道安排，鹤岗铁路经佳木斯、哈尔滨等站可与北京、大连、西宁、石家庄、牡丹江等方向运行的部分列车实现同站台换乘，中转换乘列车接续时间最短间隔10分钟左右，方便旅客出行。运营初期，铁路部门进一步扩大票价优惠范围和幅度，鹤岗铁路日常线全部列车将执行折扣优惠政策，折扣幅度分区段为5.5—9折，让旅客共享铁路发展红利。

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　　“绿巨人”动车组列车首次驶入我省

　　据介绍，此次鹤岗铁路配属的“复兴号”动力集中型动车组，被俗称为“绿巨人”，系首次驶入我省，最高运行时速160公里，其平面布置、内部装饰、人机界面等方面参照“复兴号”动车组进行优化设计，车身为国槐绿涂装，采用流线型外形，将更好地满足旅客便捷性、舒适性需求，这也是“绿巨人”目前到达的我国最北端高寒地区。

　　鹤岗铁路开通运营后，将进一步完善东北地区路网结构，极大便利沿线人民群众出行，对于促进沿线资源型城市转型发展，推动新时代东北全面振兴具有十分重要的意义。

　　转自：“黑龙江日报”微信公众号

　　图片均由铁路部门提供

　　记者：栾德谦