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

德国政府确定新防长人选******

　　新华社北京1月18日电 德国总理朔尔茨17日确认，鲍里斯·皮斯托留斯将出任国防部长，接替前一天辞职的克里斯蒂娜·兰布雷希特。

　　在乌克兰危机持续、西方盟友施压德国向乌克兰提供“豹”式主战坦克的背景下，皮斯托留斯履新面临挑战。

　　恰当人选

　　朔尔茨17日宣布，下萨克森州内政部长皮斯托留斯将出任防长，他是执掌这一关键部门的“恰当人选”。

　　朔尔茨说，皮斯托留斯是一名“非常杰出的政治家”，拥有丰富行政经验，多年来参与制定安全政策。“他有能力、魄力和气度，正是领导军队渡过这个变革时期的恰当人选。”

　　德新社等媒体报道，这项任命“令人意外”，皮斯托留斯并非这一职位候选人中的领跑者。在联邦内阁中，防长一职“不好干”，终结了不少人的政治生涯。不过，皮斯托留斯现年62岁，这对他而言可能不是问题。

　　皮斯托留斯法学专业出身，上世纪90年代步入政坛前做过律师。他曾出任下萨克森州奥斯纳布吕克市长，2013年起出任州内政部长，与朔尔茨同属社会民主党。

　　兰布雷希特16日辞职以前，朔尔茨内阁的16名部长为“8男8女”，而皮斯托留斯这名男性防长上任将打破内阁的性别平衡。暂时不清楚朔尔茨是否会按照2021年竞选时的承诺，继续保持内阁“性别平等”。

　　德国副总理兼经济和气候保护部长、绿党联席主席罗伯特·哈贝克17日早些时候说，他希望朔尔茨能够履行诺言。

　　社民党、绿党及自由民主党2021年12月达成联合组阁协议。

　　应对难题

　　德国政府发言人斯特芬·黑贝施特赖特说，皮斯托留斯定于19日宣誓就任。

　　德新社报道，皮斯托留斯一上任就将应对向乌克兰提供军事援助的敏感议题，还将推动德军武器和装备现代化升级。

　　俄罗斯去年2月对乌克兰发起特别军事行动后，朔尔茨宣布设立1000亿欧元防务专项资金，用于德军武器和装备现代化升级。这项计划在兰布雷希特担任防长期间未能顺利推进，如今落在皮斯托留斯肩上。

　　英国政府14日宣布，将在数周内向乌克兰提供14辆英制“挑战者2”式主战坦克及其他武器。法新社等媒体报道，英国是首个向乌克兰提供西方制造主战坦克的国家。

　　朔尔茨政府正在权衡是否向乌克兰提供德制“豹”式坦克，德国政坛就是否向乌方提供这种重型武器仍有分歧。朔尔茨认为，德国不应单独向乌克兰提供重型武器，他会同北大西洋公约组织盟友协商。不过，乌克兰和一些西方盟友近期就此向德国施压。

　　波兰总统安杰伊·杜达17日出席世界经济论坛一场讨论时说：“我们希望并且正在争取为乌克兰赢得更多支持。我们希望一些伙伴、盟友向乌克兰提供坦克。”

　　杜达11日说，波兰打算向乌克兰提供“豹”式主战坦克。不过，“豹”式坦克由德国制造，波方需要获得德方同意才能交付给乌方。(包雪琳)

　　(来源：新华网)