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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

【劳动者风采】执着创新的“钢铁玫瑰”******

　　【劳动者风采】

执着创新的“钢铁玫瑰”

——记山东慧敏科技开发有限公司董事长周惠敏

光明日报记者 任欢 光明日报通讯员 郭晓飞

　　国务院政府特殊津贴专家，全国五一劳动奖章获得者，全国十大杰出职工、全国先进工作者、全国优秀科技工作者、全国三八红旗手……这是山东慧敏科技开发有限公司董事长周惠敏取得的荣誉。“其实我只是一名普通的钢铁女性。”她笑着说，自己从上大学与钢铁结缘，到工作后做钢铁科研，再到为钢铁发展下海创业，“能够一生与钢铁打交道，被称呼一声‘钢铁玫瑰’，我感到很自豪。”

　　1977年，为实现当科学家的梦想，周惠敏通过刻苦复习，顺利考入北京钢铁学院，成为金属材料专业的一名大学生。1982年，她大学毕业分配到济钢，后又调入山东省冶金科学研究院，做钢铁表面防腐研究。经过不懈努力，她完成了“金属表面涂刷型磷化”“稀土永磁材料防腐液”等20多个实用项目的研制。其中，1995年“涂刷型钢铁表面磷化技术”被选定为“九五”国家科技成果重点推广计划项目。

　　因实力突出，周惠敏1995年和1996年连续两次被国家海洋局极地办选定参加南极科考，担任长城站、中山站的防腐工程技术负责人和工程总指挥。“看到考察站经过多年侵蚀已经锈迹斑斑的样子，我心急如焚。”为此，不管是遭遇极端困难天气，还是多次在施工过程中病倒，她都咬牙坚持了下来。“南极的经历，不仅磨炼了我的意志，还让我坚定了要把自己的研究成果更好地产业化、更好地服务社会的决心。”周惠敏说。

　　2001年，周惠敏放弃“铁饭碗”，在济南高新区成立了山东慧敏科技有限公司，成为济钢控股的子公司。为进一步激发企业活力，她于2003年将公司改制为民营科技企业——山东慧敏科技开发有限公司，走上了执着创新的道路。

　　“要时刻保持创新意识，让技术创造更多价值！”带着这样的信念，党的十九大以来，周惠敏开始着力解决机械化施工过程中的难题。她带领公司科技骨干研制了新型自动浸涂机，该设备采用特制机械手旋转运行，由气缸带动机械手完成涂料浸蘸等操作。2020年4月，第一台自动浸涂机试制成功，并在宝钢湛江等高辐射覆层涂覆施工项目中得到应用。“结果显示，自动浸涂机不仅提高企业施工生产效率25%以上，还降低了劳动力需求，大大提高了劳动效率。”周惠敏说。

　　周惠敏表示，近年来，济南高新区产业工人队伍建设改革步入“快车道”，为产业工人队伍建设改革的落实落地提供了坚强保障，“慧敏科技也提出一系列激励举措，不仅完善了技能工人的待遇体系，还可以让技能人才与技术人才、管理人才同步成长”。

　　“刚柔并济，铮铮铁骨”这8个字，用来形容周惠敏再合适不过。她笑着说：“下一步，我将和公司全体成员一起，为祖国的钢铁事业作出更大的贡献。”

　　《光明日报》（ 2023年01月12日 04版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）