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
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