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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

赴一场工美与非遗的盛宴******

　　展品《大吉图》（皮影）

　　薛宏权

　　中国工艺美术馆、中国非物质文化遗产馆供图

　　明亮宽敞的中国工艺美术馆、中国非物质文化遗产馆大厅中，一棵高大的不锈钢“树”引得不少观众驻足观看。艺术家刘恒甫的雕塑《中华福树》线条流畅简约，将中国传统绘画中树的造型立体化、当代化。这棵枝干互联、硕果累累的中华福树，展现着顶天立地、生生不息的精神，寓意向心向上、繁荣昌盛，是“人类命运共同体”的美好诠释。

　　1月1日起，中国工艺美术馆、中国非物质文化遗产馆恢复开放。同时，四场新展览“祭如在——中国艺术研究院藏明清祖容像展”、“松纳柴器——景德镇陶瓷柴窑烧造技艺展”、“影戏人间：陕西非遗皮影展”、“天地人文——刘恒甫公共艺术展”也同步与观众见面。

　　祭祖是中华民族源远流长、丰富深厚的传统，孝老爱亲、慎终追远、敬宗睦族更是自古传承的家族美德。祖容像作为祭祖文化的象征物，是维系家族情感的物质载体，承载着丰富的历史与人文内涵；同时，因在绘制时注重如实反映祖先样貌及所穿服饰，祖容像也是中国人物绘画的集大成者。

　　本次“祭如在——中国艺术研究院藏明清祖容像展”中展出的中国艺术研究院明清祖容像藏品，数量可观、质量上乘，绝大多数藏品为首次展示。其中最引人注目的是一套较为完整的“多罗顺承郡王家族祖容像”，自第七世多罗顺承忠郡王诺罗布至十二世多罗顺承简郡王伦柱共六代郡王、五代王妃，共计11幅作品。不仅可以帮助我们了解清代王府祭祖规制，也可通过作品的不同绘制风格了解清代北方祖容像绘制技法和样式的演变。

　　景德镇的千年窑火，烧出了中国陶瓷的灿烂、照亮了世界陶瓷大道。千百年来，窑炉营造和烧造技艺赓续精华、创新不辍。在当代，景德镇的陶瓷工匠通过对窑炉不断研究、探索、改进、试烧，形成了名为“松纳柴器”的艺术柴窑。这种窑炉既能复烧各历史时期的景德镇陶瓷作品，也能充分满足当代各种陶瓷艺术的烧制条件，可以生动展现“入窑一色出窑万彩”的神奇魅力。

　　“松纳柴器——景德镇陶瓷柴窑烧造技艺展”中呈现的百余件作品，由几十位中国工艺美术大师、国家级非遗传承人、中国陶瓷艺术大师、教授、省级工艺美术大师等创作，使用“松纳柴器”窑炉烧制而成，展示了当代艺术陶瓷和柴窑的历史内涵和时代价值。

　　2011年11月27日，联合国教科文组织宣布，中国皮影戏列入《人类非物质文化遗产代表作名录》。有着“一口叙说千古事，双手对舞百万兵”美誉的皮影戏历经千年承传流变，是中华优秀传统文化的重要组成部分。中国皮影戏集美术造型、文学剧本、音乐唱腔、表演技艺于一体，有着较为完整的艺术体系、鲜明的民族特色和高度的美学成就，反映着中国人特有的审美观念、思想情感和精神追求。

　　陕西是中国皮影戏的发祥地之一。陕西皮影戏影响几乎遍及陕北、陕南及关中各地，深受当地民众喜爱，是近代陕西多种地方戏曲的前身。皮影雕工至臻精美，镂空与留实巧妙搭配，造型优美生动、有韵有势、繁简得宜、虚实相生，极富特色；唱腔类型多样，碗碗腔细腻婉转、阿宫腔清悠秀婉、弦板腔明快清脆、老腔刚直高亢，影响广泛深远。本次“影戏人间：陕西非遗皮影展”是“中华瑰宝”系列展览的又一次全新呈现，共展出陕西非遗皮影相关展品约200件。（黄敬惟）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）