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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

太湖量子智算中心在无锡滨湖揭牌******

　　科技日报讯 （记者过国忠 通讯员章溟潇）1月1日，在江苏省无锡市滨湖区召开的2023太湖湾科创带滨湖创新大会上，国内首个量子人工智能计算中心太湖量子智算中心、智能网联汽车（无锡）创新中心与索菱无锡研发中心、香港大学太空产业研究院等集中揭牌，“吾+”人才安居系统的智能化平台正式启用。

　　会上，数字健康产业园、自动化智能装备研发等一批重大项目签约，并发布了《“三湾三城”规划及重点地区城市设计》《滨湖“543”产业规划与政策》《“滨湖之光”4.0政策》等一系列政策及规划，奖励了一批创新创业领军人才。

　　“科技的创新，布局是外拓面，体系是硬内核。”滨湖区委书记孙海东表示，去年1月该区正式提出全面融入太湖湾科创带各项规划，绘就“五湾五城”创新图谱，确立“543”产业体系，围绕物联网、大数据、传感网、元宇宙、量子通信、生命健康等12个前沿产业优化调整了产业政策，建立“五个一”产业服务保障，形成各产业专项规划，全力推动科技和产业无缝对接、制造业和创新要素深度融合，让“滨湖创造”焕发出新的生机和活力。

　　据介绍，无锡滨湖将“量子科技”作为“543”产业体系中的三大未来产业之一开展抢先培育。2021年底，上海交通大学无锡光子芯片研究院在滨湖成立，该院由上海交通大学、滨湖区政府、蠡园经济开发区共同建设，目前已被列入江苏省“十四五”期间享受科技创新进口税收政策的科研机构名单。

　　去年12月，滨湖光子芯谷创新中心（一期）正式开工建设。按照规划，光子芯谷占地面积约127亩，总投资约81.5亿元。

　　此次，由上海交通大学无锡光子芯片研究院和图灵智算量子科技有限公司等共同成立太湖量子智算中心，将依托超算无锡中心技术力量，充分发挥地方特色产业优势，并着力优化未来产业布局。未来，中心将为产业创新、跨界融合等提供量子人工智能应用所需算力、数据和算法服务，打造成为公共算力新型重要基础设施。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）