文：簡麗賢
神乎奇技的們的面前香蕉魔球
時事話題
NEWS │觀賞運動比賽時，許多畫面都會令人嘖嘖稱奇，生活神乎例如：游泳選手在重力、比想浮力等不同作用力的還的香影響下，仍能如魚得水般展現矯健的物理為何身手；棒球賽投手在空氣阻力作用的情況下投出曲球、滑球、奇技伸卡球等不同路徑和速率的蕉球進面球種。其中足球選手的旋轉臨門一腳，從側邊繞過人牆，們的面前射門成功的生活神乎香蕉球（banana ball），更是比想讓人讚嘆神乎其技！
足球員是還的香怎麼踢出香蕉球的？
「香蕉球」是足球在空中飛行路徑像一根彎彎的香蕉，又像一道弧線，物理為何因此也被稱為「弧線球」。奇技球員到底是蕉球進面怎樣踢出香蕉球的呢？
一位資深足球教練曾經說，要面對希望球行進的方向，然後像「切」球那樣踢。碰撞後，腳要順勢向外側前進，這樣球在空中的行進方向才會是弧線，而且球能一面前進，一面旋轉。「香蕉球」可以偏轉多少公尺呢？以世界知名的足球員貝克漢而言，他踢球的偏向位移可達4公尺！難怪守門員會頭痛。
球如何能夠一面前進，一面旋轉？要讓球邊飛邊旋轉，速率是關鍵，要設法提升球飛行時的速率。因為球的轉速愈快，偏轉就愈快，而這與物理學的「馬格納斯效應」（Magnus effect）和「康達效應」（Coand effect）有關（詳見文末的「物理小教室」）。
Photo Credit: 商周足球被踢出後，實際上還會受到空氣阻力和地球引力的影響， 如果只是單純想讓足球飛得遠一些，必須考量球離開地面的角度。足球比賽時，往往不是要踢得遠，而是要踢得準，因此採用的角度要視狀況而定，才能達成得分的效率。在廣大的球場空間移動時， 空氣阻力對球的影響，與球的形狀、飛行速率、表層的摩擦力（如粗糙度、紋路）都有關。
話說回來，之後在觀賞世界盃足球賽時，請各位可以特別注意球門前的戰況，當進行球門前30碼或正規賽事平手後的12碼PK罰球時，都很有機會看見美妙的「香蕉球」！
飛機是怎麼飛上天的？
2020年8月的《科學人》雜誌有篇專文討論飛機飛上天的升力，題為「飛機升力不只白努利」，是一篇很有深度也有趣的文章。飛機究竟是如何飛上天的呢？
該篇文章提到，撰寫過數本教科書的美國國家航空太空博物館的研究員安德森，認為對飛機飛上天的升力原理至今並無一致的解釋，他曾告訴《紐約時報》記者：「飛機升力的問題無法一言以蔽之。」確實如此，要解釋飛機飛上天的原理，涉及數學、物理、工程、電腦程式等技術性層面。
以臺灣的教科書或網路資料來說，最常用來解釋飛機升力的理論是「白努利（柏努利）定理」，此定理指出「同一流體的速率愈快，其壓力也愈低，反之亦然」。
依據柏努利定理，可解釋升力是飛機的橫截面上半部表面呈現弧形所產生的，此理論說明空氣流過機翼上方的速率，比機翼下方還快，因為機翼剖面下半部平直，而根據柏努利定理，機翼上方的空氣流速較快，其壓力強度也較小，因而產生壓力差，作用在截面積上而獲得往上的升力，可以讓飛機飛行，並對抗重力。
然而，此說法仍存在疑點，因此解釋仍不完備。另一種論點則是依據牛頓第三運動定律，認為升力的來源是流過機翼下方的空氣對機翼施加向上的推力。
這兩個論點皆有其道理，也不會互相矛盾，但仍被認為無法完整解釋升力，因此各有不足，因為一個完整的升力理論，必須要能解釋機翼上所有的作用力和因素，而不留下絲毫懸而未決的疑問。但這也告訴我們，生活中的許多現象看似平凡，但背後的科學探討，若要求理論完備，仍有一大段努力的空間。
物理小教室：馬格納斯效應與康達效應
當球在空氣中邊旋轉、邊移動時，它的前進方向會受到與運動方向垂直的作用力影響，此稱為「馬格納斯效應」。足球、高爾夫球、排球、棒球、桌球在邊旋轉邊前進時，都會改變行進路線，尤其是表面具有縫線或凹洞的球，此效應更明顯，會使球的飛行路徑更難以捉摸，因此馬格納斯效應也被稱為「魔幻效應」。
Photo Credit: 商周「康達效應」也稱為「附璧效應」。當流體遇到障礙物時，例如機翼，會有沿著障礙物曲面流動的傾向，因為彎曲的流線，內、外層氣壓會不均等，作用在接觸面的壓力差形成流線彎曲時需要作用於流體向下的向心力，而相對應作用於機翼的反作用力則向上，當機翼受到向上提拉或曳引，就能使飛機上升。
Photo Credit: 商周書籍介紹
本文摘錄自《我們的生活比你想的還物理：新聞時事X日常生活的物理真相大揭密》，商周出版
作者：簡麗賢
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看似深奧的物理學，除了是許多科學學門的基礎，其實也跟我們的生活息息相關。本書作者簡麗賢老師長期推廣科普教育，並已出版多本廣受歡迎的科普書。在本書中，他將以新聞報導和生活時事，帶讀者領略科學的樂趣與美，保持探索世界的好奇心。