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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

哈萨克斯坦绿色能源之路：用好“风与光”******

　　(国际观察)哈萨克斯坦绿色能源之路：用好“风与光”

　　中新社阿斯塔纳1月18日电 题：哈萨克斯坦绿色能源之路：用好“风与光”

　　中新社记者张硕

　　哈萨克斯坦总统托卡耶夫近日在出席国际可再生能源机构(IRENA)第十三届全体大会时指出，创造更清洁、更绿色的未来是人类共同任务，哈萨克斯坦愿团结地区国家力量，保障绿色发展。

　　作为中亚最大国家，哈萨克斯坦煤炭、石油、天然气等能源丰富，储量位居世界前列。如何提升能源利用效率，推动绿色能源发展，成为该国近年经济发展的关键词。哈学者17日在接受中新社记者采访时表示，在绿色发展道路上，中国技术与经验值得哈方借鉴，未来可继续加深同中方合作。

　　这里有风能和阳光

　　据哈总统府官网消息，托卡耶夫表示，在地缘政治不稳定和全球能源安全遭遇挑战的背景下，气候变化问题已被忽视。根据联合国报告显示，受气候变化影响，到2050年全球将有50亿人面临水资源短缺问题，世界粮食供应以及生态系统亦将遭到严重破坏。

　　他指出，哈方高度重视可再生能源发展，并致力于实现可持续发展目标。哈萨克斯坦是全球率先批准《巴黎气候协定》的国家之一，哈方承诺至2060年实现碳中和，扩大可再生能源在国家能源结构中的占比。为实现这一目标，哈政府提出对所有经济领域进行大规模改革，涵盖能源、制造、农林、交通以及废弃物处理等领域。

　　托卡耶夫还介绍，到2035年哈萨克斯坦将建成10吉瓦的新能源项目。“丰富的风能和阳光，以及辽阔土地为本国绿色能源发展创造了必要条件。”

　　算好能源加减法

　　哈萨克斯坦具有传统能源优势，但也存在一定短板，过度依赖化石能源且电力设备普遍老旧，意味着哈萨克斯坦提高能源利用效率将是一项系统工程。

　　“哈萨克斯坦是首个承诺到2060年实现碳中和的中亚国家，哈政府为此制定了减少温室气体排放的具体任务。”哈经济学家阿尔马斯·丘金在接受记者采访时表示，哈萨克斯坦有必要在能源生产、转换以及消费等环节发力。“事实上，仅改善电力生产结构还不够，重要的是实现交通电气化，并减少对自然资源的过度开采和使用。”

　　丘金表示，哈萨克斯坦重点发展风能和太阳能，也包括水力和生物燃料的开发利用。为此，国家营造了安全的法律环境用于规范新项目的融资与建设。据他介绍，国家允许以拍卖方式确定可再生能源电价。据统计，近几年累计投产项目装机容量超过2吉瓦。

　　从哈萨克斯坦近年来能源发展路径可见，“绿色”已经成为关键词。早在2009年哈政府就通过了《支持利用可再生能源法》，2013年制定了可再生能源行业发展目标。为通过技术手段提升能源使用效率，哈政府在《绿色经济转型构想》和《哈萨克斯坦—2050》战略中明确要求，到2050年将替代能源和可再生能源发电量在总发电量中的占比提升至50%。

　　此外，哈政府还将推动实施“清洁煤炭”计划。据哈能源部长阿克丘拉科夫此前表示，该项目主要是减少煤炭利用过程中废料的产生，将在未来得到广泛应用。

　　哈中合作添“新绿”

　　在推动自身新能源产业发展的同时，哈政府也在积极寻求国际合作。

　　近年来，哈萨克斯坦与中国积极拓展风电、光伏等新能源领域合作受到关注。丘金对此评价称，哈中合作的成功案例有很多，“中国带来的技术与经验值得我们借鉴。”

　　2022年底，由中企投资建设的北部阿克莫拉州风电项目一期30台150兆瓦发电机组成功并网发电，全容量并网后，该项目每年可为当地提供约6亿千瓦时清洁电力；2021年，由哈中合资建设的中亚地区最大风电项目——札纳塔斯100兆瓦风电项目实现全容量并网；同年，由三峡集团中国水利电力对外有限公司承建的哈萨克斯坦图尔古松水电站实现全部机组投产发电。

　　作为札纳塔斯风电项目哈方维索尔投资公司的管理合伙人与项目实际参与者，丘金说，相比火力发电，该风电场预计每年可节约标准煤约11万吨，减少大量温室气体和灰渣排放，还可满足该地区20多万家庭的用电需求。“我们正计划在札纳塔斯共建第二个100兆瓦项目。这不仅为哈带来了清洁能源，更能有效促进城市发展。”(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）