這個夏天，你看蘇超了嗎？近期，蘇超（江蘇省城市足球聯賽）成為了全民話題。它完美地融合了江蘇的文化、城市風土、以及對社媒的精準利用。出圈的標語、玩梗、短視頻傳播，讓足球聯賽受到了廣泛關注。

假如你經常看足球賽的話，一定見過這樣的場景：

進攻方罰直接任意球時，防守方球員排成“一”字人墻，試圖擋住足球的路線；而進攻方主罰球員卻胸有成竹，起腳一記猛射，球繞過人墻，劃出一條完美的弧線，應聲入網。

這就是神奇的“香蕉球”，其中除了運動員精湛的球技之外，還有一個重要的物理知識，那就是空氣動力學中的馬格努斯效應。

什么是馬格努斯效應

什么是馬格努斯效應呢？

如圖所示，一個球形或圓柱形物體在飛行時，若其自身旋轉的方向與飛行方向不一致，就會在其旋轉角速度矢量和平動速度矢量組成的平面上產生一個垂直的橫向力。

在這個橫向力的作用下，物體的飛行軌跡會發生偏轉，這個現象就是馬格努斯效應。

它是由德國著名物理學家古斯塔夫·馬格努斯在1852年發現并作出解釋的。但其實早在1672年，牛頓就曾描述過這一現象。

神秘的力量從何而來

那么，這個橫向力是從哪里來的呢？

如下圖所示，足球快速旋轉，會帶動周圍的空氣旋轉。足球旋轉方向與空氣方向相同的一側，空氣流速變大；足球旋轉方向與空氣方向相反的一側，空氣流速變小。

根據伯努利定理（流體力學中的一個定律，由瑞士物理學家丹尼爾·伯努利在1726年提出），在水流或氣流里，如果速度小，壓強就大；如果速度大，壓強就小。

這樣，足球左右兩側就會產生一個壓力差，也就是上文提到的橫向力。同時，由于這個橫向力與足球運動方向垂直，因此它會形成一種向心力，使足球的飛行方向和軌跡不斷改變。

若要運用馬格努斯效應踢出漂亮的“香蕉球”，首先，要利用腳法給足球施加一個向斜前方的力；同時，讓足球在出腳瞬間就開始高速旋轉，也就是要增加腳與足球的摩擦力。

馬格努斯效應也“跨界”

馬格努斯效應還普遍存在于其他球類運動中，如乒乓球、網球等。更重要的是，科學家將它應用在了更廣闊的領域。

例如，代替傳統船帆的旋筒風帆——發動機帶動旋筒風帆旋轉，使其周圍的氣體共同旋轉，以此為船舶提供前進的動力，從而降低碳排放和燃油成本。

科學家還建造了一種圓柱葉片的風力機，利用圓柱旋轉產生的力，可以獲得24%的風能最大利用率。

馬格努斯效應告訴我們，生活中看似神奇的現象，背后其實都有其科學依據。

因此，大家在享受體育比賽帶來的快樂和激情的同時，還要努力探究蘊藏在其背后的科學原理，這會讓我們獲得意想不到的知識與樂趣。

責任編輯｜趙青云

運營編輯｜趙青云

質量審核 | 王維嘉 李元龍

圖文來源 | 《知識就是力量》雜志《來一腳“香蕉球”：馬格努斯效應》，撰文/張永杰 施威（南京信息工程大學科學技術史研究院），
原文有刪改，原創作品轉載請注明來源。

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