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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

2023，世界期待更多的正能量******

　　国际观察|2023，世界期待更多的正能量

　　新华社北京1月5日电(记者刘赞)2022年，世界动荡不安：美国四处拱火浇油，乌克兰危机延宕难解；新冠疫情持续，奥密克戎毒株成为全球流行的主要毒株；通货膨胀、粮食危机、能源安全问题复杂严峻，世界经济复苏迟滞乏力；气候变化危害日益凸显，气候变化谈判举步维艰……

　　2023年，世界充满悬念：乌克兰危机能结束吗？世界卫生组织会不会宣布新冠大流行终结？世界经济能否摆脱衰退阴影？美国政局变化有哪些外溢影响？亚太地区热点问题会不会持续升温？气候变化谈判又能否取得新进展？

　　悬念一：乌克兰危机能结束吗？

　　2022年2月24日，俄罗斯对乌克兰发起特别军事行动，乌克兰危机升级。以美国为首的西方国家不断对乌提供军事和经济援助，使这场冲突变成了持久战。与此同时，美国及其盟友对俄实施规模空前的严厉制裁，但未能击垮俄经济。

　　目前，俄乌两军基本处于相持状态。由于双方立场差距巨大，短期内难以通过谈判化解危机。美国继续拱火浇油，日前再次宣布对乌追加18.5亿美元军援，其中包括“爱国者”防空导弹系统。美国国会最近还通过2023财年综合拨款法案，其中包括高达450亿美元的援乌资金。俄罗斯近期则宣布，计划将俄军规模从115万人扩充至150万人，释放出加强军事力量的信号。

　　2023年，这场危机是走向终结，还是进一步升级，目前难以预料。西方国家能否承受持续对乌援助给本国经济和国防带来的巨大压力，将是决定局势走向的一个重要因素。

　　悬念二：新冠大流行能终结吗？

　　过去一年，变异新冠病毒奥密克戎毒株成为全球流行的主要毒株。与此前流行的毒株相比，其传染性更强，具有多个亚型，在世界各国引发一波波新的疫情高峰。不过，奥密克戎的致病力明显减弱，感染奥密克戎导致的重症率和死亡率显著下降，这也促使世界各国逐渐调整防疫政策。

　　世界卫生组织总干事谭德塞不久前表示，希望在2023年某个时候可以宣布新冠疫情不再构成全球卫生紧急事件，世卫组织紧急委员会1月将开会讨论其判断标准。

　　面对抵御新冠病毒的战役，全球科学家在不懈寻求下一代疫苗、抗病毒药物等新武器，随着新冠疫苗和药物的研发取得进展，人类必将拥有越来越多对付病毒的武器，构筑起抵御新冠病毒的坚盾。

　　悬念三：世界经济能摆脱衰退阴影吗？

　　2022年，世界经济困难重重，特别是通货膨胀困扰很多国家。以美国为首的西方国家此前为应对新冠疫情、刺激经济长时间施行超宽松货币政策，为通胀飙升埋下祸根。乌克兰危机升级后，西方对俄制裁使得原本就被疫情所扰乱的国际供应链进一步受阻，能源、粮食价格高企进一步推高通胀，欧美多国物价涨幅创下40年来最高纪录。

　　为应对通胀，美联储快速大幅加息，导致其他经济体货币大幅贬值，加剧其输入性通胀。不少国家被迫跟随美国加息步伐，引发经济衰退担忧。

　　国际货币基金组织2022年10月发布的《世界经济展望报告》预计，2023年全球经济增速为2.7%，较7月的预测值下调0.2个百分点，全球经济面临巨大下行风险。

　　不过，随着累积需求释放和政策效应叠加，中国经济将呈现明显复苏增长势头，这将为世界经济带来持续动力、机遇和信心。

　　悬念四：美国政局变化将产生哪些外溢影响？

　　2022年，美国民主、共和两党继续恶斗，在堕胎权、控枪、移民等一系列问题上尖锐对立。在11月的中期选举中，共和党夺取国会众议院控制权，民主党则以微弱优势保住参议院控制权。

　　在两党瞄准2024年总统选举、新一届国会两院“分裂”的情况下，共和党预计将在2023年对拜登政府发起更多挑战，其现行的内外政策将面临巨大不确定性。

　　共和党内部斗争也可能趋于激烈。由于打算参加下届总统选举的前总统特朗普在中期选举中发挥的作用不佳，共和党内温和派可能考虑放弃对他的支持。同时，共和党在众议院的席位优势不大，使得党内极端势力或将有更多机会左右该党在国会的立场。

　　在政治极化、党争加剧的背景下，美国政局走向具有较大不确定性，这将影响美国的对外政策，进而对世界造成复杂影响。

　　悬念五：亚太地区热点问题会持续升温吗？

　　2022年，在美国搅局之下，亚太多国面临不同程度震荡，地区局势局部升温。

　　美军撤离一年后，阿富汗仍然面临严峻安全形势和严重人道主义危机。在朝鲜半岛，美国与韩国多次举行大规模联合军演，朝鲜发射导弹予以反制，半岛紧张局势不断升级。在美国支持下，日本最近正式通过新版《国家安全保障战略》等3份安保政策文件，提出打造所谓“反击能力”即事实上的攻击能力等政策主张，并将在未来5年大幅增加军事开支，引发国际社会担忧。

　　可以预见，美国会持续在亚太“拉小群”、搞事情，2023年的亚太恐怕难以平静。

　　悬念六：气变谈判能取得新进展吗？

　　气候变化是人类面临的重大挑战。2022年，从巴基斯坦特大洪灾造成1000多人死亡，到欧洲夏季高温干旱造成泰晤士河源头干涸、莱茵河几乎断航，再到最近冬季风暴几乎席卷全美造成数十人死亡……一系列极端天气事件提醒人类，应对气候变化刻不容缓。

　　2022年11月，《联合国气候变化框架公约》第二十七次缔约方大会(COP27)在埃及沙姆沙伊赫举行。发达国家在向发展中国家提供资金和技术支持等问题上依然态度消极，其先前承诺的每年1000亿美元资金支持仍未兑现。作为会议成果的一大亮点，本次大会最终同意建立损失与损害基金，旨在向最脆弱和受气候变化影响最严重的国家提供财政援助，但这只是第一步，基金形式、出资国家、分配方式、援助对象等关键问题被留到2023年继续谈判。

　　当前，发达国家经济状况总体不佳，加上能源供应紧张导致部分发达国家重新转向煤炭发电，发达国家自身减排意愿以及为发展中国家减排提供支持的意愿都在下降。在这样的形势下，2023年在阿联酋迪拜举行的COP28能否就上述关键问题取得新进展值得关注。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）