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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

阿尔泰山脉雪豹种群质量稳定向好******

　　今年元旦期间，新疆阿勒泰市将军山滑雪场及周边区域出现一只雌性、一只幼体两只雪豹，引起社会各界广泛关注。

　　“雪豹现身地为该度假区雪场金光道，海拔约1000米，雪豹被滑雪场工作人员拍摄到。”阿尔泰山国有林管理局野生动植物保护处处长马木尔别克·马看介绍，此次雪豹向山下迁徙，主要是因为2022年年底降雪量大，厚厚的积雪完全把雪线上的植被覆盖，山上的北山羊、马鹿、狍子、野兔等草食动物被迫往海拔较低的地方垂直迁徙觅食，以北山羊等动物为主要食物的雪豹也就跟着到海拔较低的地方捕食，将军山区域成为其临时停歇地。这也说明，阿尔泰山脉的雪豹种群质量正稳定向好发展。

　　阿尔泰山是亚洲中部横跨中国、俄罗斯、蒙古和哈萨克斯坦四国的大型山系之一，它是额尔齐斯河发源地，是具有全球意义的生物多样性的中心区域之一；是许多珍稀濒危动物的主要分布区；拥有从荒漠草原到冰雪带的完整山地垂直自然景观，以及数量众多的湿地、河流和湖泊。复杂的地形地貌、独特的地理区位，为各种野生动物的生存和发展提供了良好条件，是新疆野生动植物多样性最丰富的地区之一，也是连接我国天山雪豹种群与蒙古、俄罗斯以及哈萨克斯坦境内的雪豹种群之间交流的主要通道，对于全球雪豹保护至关重要。

　　近年来，阿尔泰山国有林管理局全面落实野生动物保护措施，不断加大阿尔泰山野生动物及其栖息地保护力度，全方位开展野生动物保护宣传，通过红外相机布设、管护员日常巡护、高山监控、道路卡口一体化监测体系等手段，建立了雪豹长期监测网络，获取了雪豹的大量数据和影像资料。2017年至今，阿尔泰山林区已发现18只雪豹，其中大部分是通过红外线相机拍摄到的。目前，当地已初步建立了雪豹长期监测网络，获取了大量数据、影像资料。仅2017年至2022年，阿尔泰山两河源自然保护区管理局在富蕴县辖区就先后拍摄到雪豹影像资料400余份。

　　1月5日，阿尔泰山国有林管理局、阿勒泰地区林草局和阿尔泰山两河源自然保护区管理局联合行动，针对雪豹的习性和附近地貌特点，在雪豹可能出现的活动区域内架设3台红外相机，持续监测雪豹的活动轨迹。

　　“在阿尔泰山脉东南部、中西部和西北部持续拍到雪豹和大量其他野生动物，说明阿尔泰山脉区域有着一个相对稳定的雪豹种群以及完整的生态系统。阿尔泰山国有林管理局将持续开展雪豹监测调查，为保护该区域的雪豹及其高山生态系统提供了重要的科学依据。”马木尔别克·马看说。

　　（光明日报记者 李 慧 赵明昊）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）