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

确保国家能源安全 促进能源高质量发展******

  【深入学习宣传贯彻党的二十大精神】  

　　作者：谢里（湖南大学经济与贸易学院教授、湖南大学“碳达峰、碳中和”研究中心主任）

　　党的二十大报告提出，“加强重点领域安全能力建设，确保粮食、能源资源、重要产业链供应链安全”，明确将确保能源资源安全作为维护国家安全能力的重要内容。能源是维系国计民生的稀缺资源，是国家竞争之要素。当今世界正经历百年未有之大变局，全球地缘政治、经济、科技、治理体系等正经历深刻变化，能源局势将更加错综复杂，威胁能源安全的各种“灰犀牛”“黑天鹅”事件时有发生，促使国际能源版图深刻变迁。为了有效应对能源风险，我国应坚定以习近平总书记关于能源工作的重要论述为指导思想，贯彻“四个革命、一个合作”能源安全新战略，深度推进能源革命，确保国家能源安全，促进能源高质量发展。

　　全方位保障能源供给安全。保障能源供给安全，既要完善不同种类能源的供应体系，又要在空间上实现能源多渠道供应。在碳达峰、碳中和战略目标的推动下，我国正加快非化石能源替代化石能源的步伐。化石能源具有不可再生、高污染、稳定性强等特征，非化石能源具有可再生、低污染、间歇性、波动性等特征。未来我国需要逐步摆脱对以煤炭为主的化石能源的依赖，对化石能源和非化石能源这两类能源要素扬长避短、优势互补、调剂余缺，丰富不同种类能源的供应，实现绿色低碳、安全高效的能源供给。在国际能源贸易领域，应稳固拓展与已开展能源贸易国家的互联互通，并积极扩大与更多国家和地区的能源贸易合作，畅通能源供应通道，拓展能源供应的地缘范围，形成多样、高效和优质的能源贸易网络，“固”“延”“强”“补”能源产业链供应链体系。

　　宽领域增强能源消费安全。能源消费安全要从能源的节约与高效利用以及能源安全管理这两端双管齐下。一方面，在实施能源消费的总量和强度双控过程中，改变粗放的能源消费方式，促使能源集约化利用。在深化能源价格市场化改革时，注重稳定能源价格，防止其异常波动导致能源消费的不稳定，增强消费者对能源商品消费的理性预期，增加能源消费的普惠性，保障不同收入水平的消费者都能持续进行能源消费。另一方面，正确的能源管理不仅能有效节约能源、提高能源利用效率，而且能减少能源消费对生态环境等方面产生的负外部性。在全社会大力提倡能源节约和高效利用的同时，对人民群众进行正确管理能源的宣传教育，引导消费者形成能源的正确使用方法和安全管理习惯，防止不正确的能源消费和管理方式危害社会设施、生态环境以及人民群众生命财产安全。

　　多维度开展能源技术创新。不断实现能源技术创新是保障能源安全的重要法宝。随着产业结构的演进，能源技术迭代迅速，降低了能源开发和利用的成本，促进了能源的绿色低碳发展。但也会由于能源技术研发与应用还不够成熟，导致能源开发、存储、传输、消费等环节依然存在隐性风险。因此，加快能源技术创新，不仅要重点突破制约能源产供销储产业链体系中的关键核心技术，还应结合全国各地的能源开发和利用实践，推动能源新技术的本地化，实现能源技术的再升级与再创新。进一步发挥人工智能、大数据、物联网、区块链等新一代信息技术对能源技术创新的赋能作用，促进能源技术研发与应用向信息化、数字化、智能化转型。加大储能与分布式能源、智能电网等能源产业链技术研发与应用示范的支持力度，配套提升能源技术装备的安全运维和管理创新水平。

　　系统化构建能源治理体系。现代化的能源治理体系是能源安全保障制度的集中体现。应坚持能源配置全国一盘棋，既要发挥市场机制的重要作用，也要发挥好行政管制的作用，在能源要素的市场化配置和能源安全之间找到平衡点。通过市场机制与行政管制的统筹协调，一方面不断激发能源企业的活力，提高能源利用效率，另一方面更好地激励能源市场主体自觉履行国家战略，承担社会责任。政府可以通过创新能源监管方式，构建高标准的能源市场体系，进一步完善政府规划能源发展战略和总体布局、把握能源开发利用的总量平衡、优化能源市场监管和能源安全监管等方面的职能。通过深化能源领域的“放管服”改革，不断改善能源开发利用的营商环境，畅通能源要素优化配置的渠道，提升能源服务的安全稳定性。

　　深层次加强国际能源合作。广泛的国际能源合作是防范和化解重大能源风险的坚实屏障。作为世界上最大的能源生产国和能源消费国，中国是世界能源格局中的重要一员，始终践行绿色发展理念，遵循互利共赢原则开展国际合作，努力实现开放条件下的能源安全。未来仍然需要进一步加强与世界能源领域的对话与交流，扩大能源投资与贸易的“朋友圈”。通过参与建设共同受益的国际能源合作组织，积极构建有利于世界各国能源公平合作的规则，积极融入全球能源产业价值链的垂直和水平分工体系，共建全球能源供需预警与监管平台，联防联控能源价格波动对全球经济冲击的传导，携手应对人类共同面临的能源风险和挑战。

　　《光明日报》（ 2023年01月05日 06版）