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

美国毒品和药物滥用问题“死结”难解（深度观察）******

　　核心阅读

　　美国毒品和药物滥用问题日趋复杂。在利益集团游说下，大麻在美合法化程度逐渐加深，滥用药物现象有增无减，越来越多美国青少年吸食大麻成瘾。美国媒体认为，毒品和药物滥用已经深入美国社会肌理，是社会深层问题的反映。

　　毒品和药物滥用已经成为美国最严重的公共卫生危机之一。美国药物滥用与心理健康服务局的一份调查显示，2020年有5930万12岁以上的美国人滥用毒品，其中4960万人吸食大麻。2021年，超过10.7万美国人死于吸毒过量。美国联邦和各州政府表面信誓旦旦要控制毒品和药物滥用，但在各路利益集团游说下，实际上对毒品和药物滥用极度纵容，甚至立法让大麻等合法化。美国媒体普遍认为，盘根错节的毒品和药物滥用问题折射出美国政府管控不力、禁毒效果不佳等诸多问题。

　　“芬太尼几乎渗透到非法毒品买卖每一个渠道”

　　美国司法部不久前发表声明说，2022年5月至9月，美国司法部缉毒署在全美各地缉获3600万剂致命剂量的芬太尼。2021年，超过10.7万美国人死于吸毒过量，其中66%的死亡归因于滥用芬太尼等合成阿片类药物。《华尔街日报》报道说，“芬太尼几乎渗透到非法毒品买卖每一个渠道，且毒性强”，受此影响，美国因吸毒死亡人数创历史新高。

　　扎克·多伊尔曾在俄亥俄州哥伦布市的玛丽哈文戒毒中心戒毒，他滥用阿片类药物已经20年了，近些年开始接触芬太尼，并两次吸食过量。他说：“我有20多个朋友已经死于芬太尼。”

　　哥伦布市一些社区充斥着阿片类药物。当地执法官员表示，哥伦布市中心以西有一个被称为“波顿”的社区，那里充斥着毒贩和“陷阱屋”，吸毒者可以随意购买和吸食毒品。在许多街道上，经常可以看到形容枯槁的吸毒者迟缓地走过用木板封住的店面和破旧的房屋。

　　47岁的谢莉·格拉斯纳普在“波顿”长大，30岁时开始服用镇痛药。最近几年芬太尼侵入了她居住的街区。格拉斯纳普不时购买各类掺入芬太尼的新型毒品，“我知道这些药丸可能被芬太尼污染了，但我还得服用，我需要更强效的药丸。”格拉斯纳普说，她的姐姐已经在2018年死于吸食毒品过量。

　　27岁的谢拉·格兰博坦言，自己18岁时开始服用止痛药和镇静剂，后来吸食海洛因。以前她在电视上看到芬太尼如何致死的报道并试图远离这种毒品，直到2018年，芬太尼成为她所在地区能够找到的唯一毒品，“芬太尼的毒瘾发展得比海洛因更快，我每天都需要吸食大约80美元的芬太尼，之前每天购买海洛因的费用是20美元”。为了购买毒品，格兰博有时会铤而走险去偷窃，后来被送入当地戒毒中心治疗。

　　俄亥俄州的毒品情报官员肖恩·贝恩说：“芬太尼改变了一切，它已经充斥了市场。”

　　“美政府对大麻产业的监管不力令人感到震惊”

　　大麻具有成瘾性，是联合国禁毒公约中被管制的麻醉药品。上世纪70年代，美国颁布《管控药物法》，大麻被列为联邦一级管控物质。但随着医用及非医用大麻在美国多州陆续放开，推进大麻合法化悄然兴起，越来越多青少年成为受害者。

　　美国国立卫生研究院2022年8月发布的一份报告显示，2021年，美国年轻人对大麻和致幻剂的使用达到历史最高水平。该研究院收集了2021年4月至10月的调查数据，结果显示，此前的一年内吸食过大麻的年轻人比例达43%，11%的年轻人每天吸食大麻，较以往呈明显上升。滥用致幻剂的数据同样触目惊心，8%的美国年轻人在调查日期的过去一年内使用过致幻剂，而2011年这一数据仅为3%。

　　美国民众越发担心，一些年轻人正日益养成吸食大麻这一危害性极强的恶习。美国疾病控制和预防中心网站的公开信息显示，近四成美国高中生长期使用大麻。有研究显示，美国使用大麻的年轻人比同龄人更可能从高中或大学辍学。

　　英国《每日邮报》网站不久前报道说，在美国加利福尼亚州、纽约州和马萨诸塞州等大麻合法化地区，大麻使用量激增，“当大麻出现在商店货架上时，年轻人使用大麻出现爆炸式增长”。该报强调：“如今美国的大麻销售额已达300亿美元，美政府对大麻产业的监管不力令人感到震惊。”

　　在美国，当局禁止酒精与烟草公司向年轻人出售其产品，而大麻商家却使用卡通封面包装大麻进行售卖，以吸引年轻人。研究发现，在大麻合法化的州，青少年使用比大麻更强效毒品的频率更高了。

　　美国一名业内人士透露，美国大麻行业不断壮大，近年来游说联邦政府的力度也在加大。美国网站“公开的秘密”数据显示，2018年至2021年，美国一些大麻及制品相关企业、行业协会等花在政治游说上的钱累计达1540多万美元，近3年年均花费是2016年的10倍。业内人士预计，美国大麻市场在2030年将达到650亿美元。

　　“折射出美政府社会治理的失败”

　　美国卫生与公众服务部前副部长、哈佛大学陈曾熙公共卫生学院教授高京柱表示，当前美国毒品和药物滥用是最具破坏性的公共卫生灾难之一。除造成沉重的公共卫生负担外，还将导致数百万人无家可归、失业、逃学、家庭破裂等。新冠疫情掩盖了这一危机，也放大了这一危机。这场危机似乎没有得到遏制，急需紧急、统一、全面的应对措施。“这场危机是美政府多系统（对毒品和药物滥用）监管失败的反映。”高京柱说。

　　曾任白宫国家禁毒政策办公室主任的迈克尔·博蒂切利表示，越来越多致命毒品进入市场，毒品和药物滥用问题越来越严重，毒品吸食过量的情况以及给社会带来的灾难令人心碎。“在担任白宫国家禁毒政策办公室主任期间，我目睹了既不基于科学也不基于证据的毒品和药物滥用管制政策的后果”，目前美国针对毒品和药物滥用问题的管制工作“做得很少”。

　　美国智库曼哈顿政策研究所不久前刊文指出，近年来，死于毒品和药物滥用的美国人急剧增加，每年超过10万人。美国政府的决策者们必须集中精力限制芬太尼等非法阿片类药物的数量，以更好地保护公众健康。不幸的是，在美政府发布的国家毒品管制战略中，几乎看不到政府在抗击这场最大公共卫生挑战之一时本应展现的重要作用。放任毒品和药物滥用愈演愈烈，“折射出美政府社会治理的失败”。

　　专家指出，利益集团是美国毒品和药物滥用问题“死结”难解的重要原因。美国政府的不作为与高昂的利润以及政治献金等有着千丝万缕的关系。高京柱表示，阿片类药物制造商对政客的捐赠持续影响着政府决策。离开美国司法部缉毒署等政府监管机构的官员经常加入制药企业，政商勾结的“旋转门”问题导致毒品问题的解决陷入死循环。

　　（本报华盛顿1月5日电 李志伟）