为什么这种完美的角球直接进球难以在赛场上出现？

在圣塔克拉拉大学（Santa Clara University）校园内的足球场上，奥运会金牌得主，两届女子世界杯冠军，Brandi Chastain 的一记角球漂亮地在空中划过一条弧线后飞进球门。这种角球直接进球的情况名为奥林匹克进球（gól Olímpico），但它在比赛中却十分罕见。

奥林匹克进球得名于 1924 年时的一场出现角球直接进球的球赛，但九十四年来很少有球员再次成功演绎过这种打法，甚至也很少有球员再在比赛中进行尝试角球射门。第二次成功的奥林匹克进球要等到 2012 年，美国队中场球员 Megan Rapinoe 在奥运会上的首次进球。这是一次无意识的奥林匹克进球，她本来想把球打到球门前的位置，但在击球时为避开对方球员而左脚向左弯曲，从而无意识地打出了一条弧线。

奥林匹克进球难打的原因显而易见，设想你正站在矩形球场中对方球门左侧的角落准备发角球，但你所站的位置与对方球门位于同一水平线上，所以想直接进球便只能向着一个看不见的目标打一击弧线球。

在无风情况下，打出弧线球只需在球上投入足够的旋转力即可。 Chastain说：“让球按自己设想的方式进行旋转并不是一件难事，这主要取决于（脚的）击球点的位置。当从球门左侧发角球射门时，关键是将击球点放在球的右下部分。顺利的话，你会首先感受到你的第一跖骨，大拇指后面的那根骨头受到冲击，这会使球离地并绕垂直于球场平面的球心轴线逆时针旋转。

在飞行过程中，气流会通过球的两侧。一侧的气流会随着球的旋转而流动，而另一侧则会阻碍球的运动，形成一层薄薄的湍流。形成的湍流会以一定角度拖曳空气并将其偏转回自身后方。而且，根据牛顿的第三定律，气流会以相同的力量在与球的运动相反的方向上偏转球体，使球体向气流旋转的方向偏移。

物理学家将这一过程称为马格纳斯效应（Magnus effect）。这一原理不光能解释弧线球背后的物理过程，还被应用在了其他领域。比如邮轮的推进器，类似足球在空中的速度越大，旋转速度就越快，弧度也就越大，推进器使用有 10 层楼高的旋转金属圆柱，空气通过这些圆柱的速度越快，推进器的效率就越高。

球体表面的构造也会影响其飞行轨迹：表面越粗糙，马格努斯效应就越明显。在足球设计中，那种使用更少的面板和接缝的“平滑”球体，比如 Adidas 为 2010 年世界杯所设计的那款臭名昭著的 Jabulani（表面仅有 8 个面板），会难以让空气沿着球体旋转的方向旋转，相反地，他会让空气沿着球的一侧形成湍流，与气流方向相逆，进而使球体向与旋转相反的方向偏转，产生反向的马格努斯效应。

Jabulani 并不像典型的足球表面那么粗糙，但也不是特别光滑，结果就是比赛球员发现球的飞行路线很难掌控。赛后 NASA 的研究人员介入分析其流体动力学，果然，他们发现球的设计产生了一种不稳定的不对称的尾流，会使球以不可预测的方式突然转向。

Chastain 在大学校园内角球射门时属于单人训练，对方没有任何防守队员，场上的风力也很微弱，但比赛时的条件就没有这么理想了。风速风向，海拔高度，甚至湿度，这些因素都会影响球的飞行路径。即使球员打出了一击弧线球，球在不碰到任何防守球员的情况下直接进门的概率基本为零，这也就是为什么当大多数球员会将角球发至门前，而不是直接射门。

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参考：

https://www.wired.com/story/the-physics-of-the-one-goal-you-wont-see-at-the-world-cup/