物理：足球中的”香蕉球”是怎么回事？

这个词是由粤语足球主持人首创的。在刚刚看到国外的运动员用脚内侧踢出旋转快速，弧线明显的任意球时，粤语主持人就用“香蕉波”这个词来描述足球的运行轨迹，确实惟妙惟肖，现在已经被广泛采用了。

如何踢出“香蕉球”

如果你经常观看足球比赛的话，一定见过罚前场直接任意球。这时候，通常是防守方五六个球员在球门前组成一道“人墙”，挡住进球路线。进攻方的主罚队员，起脚一记劲射，球绕过了“人墙”，眼看要偏离球门飞出，却又沿弧线拐过弯来直入球门，让守门员措手不及，眼睁睁地看着球进了大门。这就是颇为神奇的“香蕉球”。
这时候富有物理知识的你，可能会奇怪为何足球竟然不依从牛顿定律。你可能会想，足球在空气中只受地心吸力的影响，所以应该沿抛物线运动。但是，足球却真的向内弯了，代表它受到一个水平方向的力，这个力从何而来呢？
图一 足球在没有旋转下水平运动的情形 (在此图中球正在向下运动)
图二 足球只有旋转而没有水平运动的情形
图三 「香蕉波」–足球水平运动和旋转两种运动同时存在的情形
让我们先看看附图，图中的线代表的是空气流动的情形。图一代表足球在没有旋转下水平运动的情形，当足球向前运动，空气就相对于足球向后运动。图二代表足球只有旋转而没有水平运动的情形，当足球转动时，四周的空气会被足球带动，形成旋风式的流动。图三代表水平运动和旋转两种运动同时存在的情形，也即是「香蕉波」的情形。这时候，足球右面空气流动的速度较左面大。根据流体力学的白努利方程 ( 常数)，流体速度较大的地方气压会较低，因此足球右面的气压较左面低，产生了一个向右的力。结果足球一面向前走，一面承受一个把它推向右的力，造成了弯曲球。原来我们在日常生活中也经常应用这个原理使物体在流体中的运动方向改变，例如飞机和帆船的运作都是基于这个原理。