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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

体重突然增加？有可能是因为睡眠不足******

为什么明明感觉没多吃却胖了？

为什么辛辛苦苦跑步、跳操、跳绳

体重却一点没有下降？

是不是经常问自己

到底是哪个环节出了错

现在，请认真回想一下

最近是不是熬夜了

是不是手机、电视剧太好看了

导致你睡得一天比一天晚

如果是的

那么，你减肥失败、体重增加

有可能是因为睡眠不足

　　为什么睡得少会长胖？

　　睡眠不足会降低基础代谢。研究显示，如果熬夜一整晚不睡，第二天的基础代谢会下降5%，进食后的代谢率会降低20%，从而导致代谢消耗量减少。长时间睡眠不足还会使身体出现疲劳乏力、精神萎靡等症状，久而久之会影响到胰岛素的分泌，也会抑制脂肪的分解，从而出现身体发胖的现象。

　　睡眠不足影响激素分泌。北京大学人民医院（呼吸）睡眠医学科主任医师董霄松表示，睡眠不足皮质醇就会继续保持较高的分泌水平，这种分泌异常可能会导致暴饮暴食。还有研究发现睡眠不足导致超重与肥胖的发生，可能与瘦素、胃饥饿素之间的平衡被打破有关。睡眠时间不足会降低血清瘦素水平、升高胃饥饿素水平，增加饥饿感及食欲，增加胆固醇、饱和脂肪酸的摄入量。

　　睡眠不足会让人的食欲增加。数据显示，睡眠不足的人，每天吃的食物总热量要比那些睡眠充足的人高出22%！这可能是因为睡眠不足，会减弱大脑额叶的活动，进而会减弱我们的自控力，受食物的干扰会更加明显，也就更容易暴饮暴食。

图源：摄图网

　　长期睡眠不足对身体有什么影响？

　　内分泌紊乱。睡眠时间是分泌很多重要激素的黄金时间，如甲状腺激素、性激素、褪黑素等。

　　甲状腺激素水平过低，会导致皮肤变得干燥粗糙，影响体温调节，导致黏液性水肿等。性激素分泌不足，会让肌肤状态变差，女性卵巢囊肿、子宫内膜异位、子宫肌瘤、乳腺增生等妇科疾病的风险也会增加。褪黑素是身体抗氧化的重要激素，如果褪黑素无法分泌，可能会导致人体早衰。

　　阻碍人体代谢。晚上9点至凌晨1点是人体免疫系统最关键的时间，在睡眠状态下，吞噬细胞会主动吞噬坏死组织，进行新陈代谢，将坏死的组织、代谢产物排出体外。如果这段时间没有良好的睡眠状态，就会影响自身代谢。

　　降低免疫力、损害大脑。睡眠不足会降低白细胞吞噬能力，导致身体免疫细胞发生异常。免疫系统无法正常工作，身体就无法对细菌、病毒、癌细胞等进行抵抗，让疾病趁虚而入。同时，睡眠不足也会损伤人体认知功能，使人健忘、精神恍惚、注意力难以集中，对学习工作效率有非常大的危害。

　　怎样才能拥有高质量睡眠？

　　每个人的最佳睡眠时间不同，有的人睡觉6小时，一天都可以精力充沛。有的人必须睡满8小时，不然就无精打采。找到适合自己的最佳睡眠时间，每天按照习惯入睡，有利于提升睡眠质量。

图源：沧州市人民医院资讯号

　　晚上不宜大量吸烟饮酒。研究发现，成人饮酒与睡眠时间减少存在相互作用，增加了血糖异常的风险。吸烟的人，特别是在夜间吸烟的人，睡眠潜伏期更长，觉醒次数更多，睡眠质量更差，睡眠时间更短。建议不吸烟、限制饮酒，特别是在将要睡觉的时候，以获得健康的睡眠和最佳的代谢调节。

　　睡觉前2个小时不宜进食。因为在进食后，会引起胃部的血液循环增加，其他组织器官也会受到影响。特别是会刺激大脑，使得大脑出现兴奋症状，导致不能很快进入睡眠状态。

　　营造良好的睡眠环境。入睡时，卧室的温度和湿度要适当。卧室还要保持良好的卫生清洁状况，保证空气流通顺畅。夜晚要保持安静，拉上窗帘，使用舒服的助眠用品，缓解焦虑和压力。舒心的睡眠环境，有助于深度睡眠。

　　固定睡眠时间。每个人都有自己的生物节律，找准自己的生物钟，才能获得高质量睡眠。到底应该几点睡觉没有统一标准，不过，一般建议大家晚上10～11点入睡。可以设置个睡眠闹钟，每天晚上提醒自己“到点啦，该睡觉啦”！

　　参考资料：

　　睡眠不足不规律，可能真的会让人发胖[N]. 科技日报,2022-08-17(008).

　　睡眠不足或增加肥胖风险Nature子刊总结的改善睡眠几大策略[J].科学大观园,2022(22):34-35.

　　科普中国、健康时报、萧山疾控、沧州市人民医院资讯号等

　　整理：刘雪洁

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）