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

全球首例糖尿病患者通过猪胰岛移植摆脱外源性胰岛素******

　　中新社长沙1月12日电 (付敬懿)中南大学湘雅三医院12日对外透露，经该院复查，全球首例2型糖尿病肾移植术后猪胰岛移植患者的糖化血红蛋白、餐后血糖、肾功能正常，实现了外源性胰岛素完全脱离。这是全球首例猪胰岛异种移植治疗糖尿病实现完全摆脱胰岛素，异种胰岛移植取得重要突破。

　　该患者有23年糖尿病史，即使每日使用大量外源性胰岛素，仍出现血糖代谢失控，发展为肾功能不全尿毒症，需要频繁的血液透析维持生命。2019年患者接受肾移植手术，但因糖尿病未得到控制，三年后移植肾出现了损伤。

　　2022年11月，中南大学湘雅三医院放射科教授王维团队联合移植科、内分泌科及营养科等组成胰岛移植多学科会诊(MDT)团队，在前期大量研究数据的基础上，为患者有针对性地设计了移植治疗方案。该方案核心内容为团队原始创新的技术体系，包括猪胰岛提取、免疫耐受诱导为主的新型抗排斥方案，微创手术途径及术后并发症的监测计划。

　　出院时，患者的糖尿病相关指标得到明显改善，糖化血红蛋白恢复至正常范围，由术前的9%恢复到正常的5.4%，每日外源性胰岛素总量较术前减少近一半。更重要的是，患者移植肾功能恢复正常，改变了移植术前糖尿病对移植肾的损伤效应。

　　出院后经两个月恢复，猪胰岛移植对患者糖尿病治疗的疗效进一步显现，糖化血红蛋白、肝功能、肾功能、血糖检测均维持正常水平。患者目前精神状况好，可胜任日常工作，实现了外源性胰岛素完全脱离。

　　据悉，糖尿病是严重影响人类健康的重大慢性疾病，中国糖尿病患者数量已高达约1.4亿。胰岛移植可以治愈糖尿病，人源性供体极度短缺是限制该技术应用的瓶颈，异种移植可有效解决供体短缺。(完)