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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

坚守科研报国初心 提升国家网络自主创新能力******

坚守科研报国初心 提升国家网络自主创新能力

讲述人：中国工程院院士、北京交通大学移动专用网络国家工程研究中心主任 张宏科

光明日报记者 靳晓燕 光明日报通讯员 何菲

　　“加快实施创新驱动发展战略”“加快实现高水平科技自立自强”“必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力”……“创新”是党的二十大报告中的关键词。实施科教兴国战略，强化现代化建设中人才支撑作用，进一步提升了科技创新的战略地位。这为广大科技工作者指明了前进方向、明确了战略任务。作为一名科技工作者与高校教师，我备受鼓舞，深感责任重大。

　　我们一切的科研工作需由“创新”引领。要从宏观层面出发，研制出自主可控、可兼容替代、性能先进的网络体系，为未来互联网发展搭好基本框架；要加速推进信息领域核心技术突破，发挥信息化对经济社会发展的驱动引领作用，维护国家网络安全，为把我国建设成为网络强国而努力奋斗。

　　与此同时，信息网络是国家重要的战略资源，近年来已经成为大国博弈的核心，是经济发展、社会进步的决定性因素之一。在国家政策扶持下，我与团队成员致力于构筑维护国家网络安全、具有自主知识产权的新型互联网体系，破解该领域的核心技术难题，紧密结合我国实际，逐步落实战略目标、推进重点领域应用。目前，我们团队已经将新型网络发展到第三代，在新型网络原理、机制以及体系架构方面取得了重大进展，研制了相关核心设备和系统，并在特定行业进行了示范应用，有效满足了行业用户需求，初步实现了网络自主可控、替代兼容等目标。

　　多年来，我和同事们携手攻克一个又一个技术难题，夜以继日，甘心如荠。如果说科研上取得了一些细微成果，其归功于新时代以来祖国大力建设发展网络事业提供的广阔舞台，源于北交大一流高水准的科教平台，始于源远流长的科研报国精神。我深切感受到，只有将“小我”融入国家“大我”，才能实现人生价值。

　　我深深认同习近平总书记提出的“强起来要靠创新，创新要靠人才”的理念。作为高校教师，我秉承“德为人先、学为人师、行为世范”的准则，以“教书和育人相统一、言传和身教相统一”为目标，自觉履行教书育人的神圣职责，渴望为党和国家培养一批优秀人才。

　　牢记习近平总书记嘱托，我们要以国家战略需求为导向，继续“撸起袖子加油干”，打破国外垄断，提升国家网络自主创新能力，为世界新型网络发展提供中国思路、交大方案。引导同学们加强政治学习，及时了解把握国家的发展方向，树立正确的世界观、人生观、价值观，将自身发展融入国家和行业发展，并把科研报国的精神传递下去，坚决打赢关键核心技术攻坚战。

　　《光明日报》（ 2023年01月09日 05版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）