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

抹掉60年烟尘 恢复乾隆年间风貌 迈进琼华岛畔漪澜堂******

　　在北海公园琼华岛北侧，有一处建于清乾隆十六年的古建筑群——漪澜堂，这里原是皇家游憩、宴寝的场所，后来曾用作饭庄近60年。前不久，历时三年修缮的漪澜堂终于完成布展开门迎客，上万平方米建筑群与近千件精美陈设复原这处皇家建筑的原始风貌。

　　亮相

　　对照清史档案修缮38座文物建筑

　　漪澜堂建在北海琼华岛的北侧，是清乾隆十六年的建筑作品。穿过碧照楼的正门，就是这一古建筑群。内有东中西三个院落，分布着道宁斋、远帆阁、晴栏花韵、霓裳曼舞等主要建筑，是当时皇家读书、宴饮、游憩的地方。漪澜堂“本堂”位于中路院落的南侧，也是这个建筑群中单体结构最大的建筑物。

　　1925年，北海被辟为公园对外开放，漪澜堂建筑群在当时被用于经营用房。1959年，仿膳饭庄搬进漪澜堂，依靠古色古香的建筑群体，这里变成了餐饮经营场所。2016年，在各方努力下，仿膳饭庄完成腾退，将漪澜堂交还北海公园。

　　自此，修缮的前期工作开始了。“我们首先对院落进行了简单整理，勘察设计单位随后进驻。修缮方案编制、上报、审批完成后，2019年12月修缮工程正式开工。”北海公园副园长胡峂介绍，修缮范围东至倚晴楼、西至分凉阁、北至延楼、南至延南薰，共38座文物建筑，建筑面积3904.8平方米，占地约10000平方米。整个修缮工程过程中，北京市公园管理中心、公园不断与国家文物局、市文物局、市财政局进行沟通协调，以历史文化名城保护为契机，确保工程顺利推进。

　　在解决文物建筑本体、院墙、院落地面、望柱栏板、排水暗沟等普遍残损病害的基础上，修缮人员重点对存在大木结构安全、不当改变原有格局和形制的建筑采取针对性措施，包括拆除后期加建的非文物建筑，恢复历史建筑格局和内外檐装修等。专家们又严格按照清史档案记载，调阅了“样式雷”烫样的全部内容，对文物古建进行了修复。

　　历经三年修缮，一个多月前漪澜堂古建筑群终于恢复了清乾隆时期的风貌。如今，“重装”复原后的漪澜堂与游客见面。

　　修缮

　　拆除添建的后厨和锅炉房

　　对漪澜堂建筑群的修缮堪称一场“大修”。漪澜堂曾被仿膳饭庄占用近60年。在此过程中，由于多次功能性调整改造，古建筑本体也受到了一定的影响。

　　北海公园规划建设科邢靳举例，位于漪澜堂建筑群东侧的“霓裳曼舞”曾是一座戏台，按照历史档案记载，它本身应该是三面敞开、一面有墙的开放状态，但仿膳饭庄在占用期间对戏台内部空间也进行了改造。

　　在勘察阶段，工作人员发现，在漪澜堂建筑的后檐东西两侧分别建了一个后厨、锅炉房。“在此次修缮过程中我们对这些仿膳经营期间添建的非文物建筑都进行了拆除。”邢靳介绍，历时两个月，拆除面积达497.4平方米，在按照历史档案记载及调阅“样式雷”烫样的基础上，复建173.8平方米，从而恢复古建原始形态。

　　另外，漪澜堂建筑群也到了必须要维修的年头，此前因漏雨造成屋面瓦件残损、木结构腐朽变形、油饰彩画褪色、脱落等问题，对结构安全和建筑美观都会造成影响。

　　复原

　　意外发现排水和地暖系统

　　漪澜堂建筑群的文物建筑达38座、200余间，涉及堂、斋、楼、阁、廊、轩、台等多种类型，修缮的复杂性可想而知。

　　首先是施工作业面狭小。受制于琼华岛四面环水及文物保护等因素，大型机械车辆不能上岛作业，物料搬运堆放等工作只能靠工人手搬肩扛，尤其是后山的几组建筑，因其依山而建，导致建筑周边的山体遍布太湖石、古树等，且坡度较大，为施工脚手架的搭设及物料的搬运堆放造成了极大的困难。为此，北海公园与施工方采用悬空搭设物料堆放平台的方式，确保工程顺利开展。

　　施工中也注意对古树古建的保护。匾额楹联等临时拆下的文物，设置专门的库房进行存放，并依据档案记载等历史档案进行归位。重要的彩画用塑料包材完整覆盖，台阶及地面采取竹胶板封护性保护。周边的古树、叠石也用木板围挡起来，外面再缠绕草绳。

　　此次修缮替换了糟朽严重的大木构件，出现歪闪、倾斜或局部下沉的大木构件采用局部落架等方式校正，并按原形制、原材料修配缺失的门窗等构件。彩画的修缮措施也一直很谨慎，征求了古建专家的意见后，工作人员对残损严重的部分彩画进行了重绘，其他彩画尽可能保留并除尘。

　　基础设施也同步完善，工作人员还意外发现了院落里隐蔽的排水系统。“整个院落一共有5条排水暗沟，都是从院落里向太液池自然排水。”工作人员详细检查了排水暗沟，在尽量保持原样的基础上进行了整修加固，并进行了试排水，证明其可以继续使用。

　　在此次修缮中，工作人员还在漪澜堂及东所的晴栏花韵发现了灶坑和暖道夹层，根据合理保护及利用的原则，对其采取适当措施进行了现状保护及整修，为今后的展示利用创造了必要的条件。

　　布展

　　30件手工织绣留住宫廷“味道”

　　回归后的漪澜堂以室内原状式展览展陈的形式与游客重新见面。楠木包厢床上布置着手工织绣的炕宝座，宝座后设立屏风，再现乾隆所著游记《塔山北面记》内容，床上还配有玉石柄宝刀与仿紫檀嵌玉如意等较为常见的皇家休闲空间陈设品……进入漪澜堂室内，陈设布置庄重、规整。

　　殿内西墙上还悬挂着手工织绣装饰画——竹石双凤图挂屏及手工刺绣博古挂屏，极具清代宫廷色彩。北海公园研究室主任张冕说，像这样的织绣物品，在漪澜堂建筑群里一共有近30件，全部由宫廷织绣技艺传承手工制作，为的就是留住宫廷“味道”。

　　漪澜堂建筑群西侧南边的道宁斋，曾是乾隆皇帝读书吟咏的地方。一层西面墙上悬挂着具有宫廷装饰风味的一对百宝嵌挂屏，通过寿山石、岫玉、青金石等珍贵的材料组合成花鸟图案，显得富贵堂皇。条案上的仿古自鸣钟更是增添了生活气息。

　　“依托历史档案和资料，我们借鉴了同时期的殿室陈设，尽可能还原历史风貌，也营造更多氛围感，让游客一来到殿内就感受到当时的历史环境和背景。”张冕介绍。

　　本报记者 任珊 程功 摄