盘点不同球类运动,谁是“球中之王”?******
近日,在世界杯比赛中
葡萄牙队3比2险胜加纳队
下半场,C罗通过点球
帮助葡萄牙队取得领先
图源:FIFA
被判点球后C罗亲吻足球
他闭上双眼,深呼吸
然后助跑、果断起脚
皮球势大力沉直窜对方球门
图源:新华社
C罗也成为历史首位
连续五届世界杯取得进球的球员
大家观看比赛时有没有想过
在如此多的球类运动中
足球的球速是最快吗?
哪种球飞得最远?
球速之“王”竟然是它?
所有球类运动无非是用手、脚、球棒或球拍击打球,球的尺寸、形状和重量差异使得它们具有不同的速度以及运动轨迹。
那么问题来了,在这些球类运动中,速度最快的是哪种球?是令人热血沸腾的足球,是挥汗如雨的网球,还是快得看不清轨迹的乒乓球?
图源:摄图网
答案其实是外形最不像球的羽毛球。
目前吉尼斯官方认可的最快的羽毛球记录来自丹麦选手科丁,2017年1月10日,在印度羽毛球超级联赛上,科丁在正式比赛中杀出一记速度高达426 公里/小时(约118 m/s)的杀球。这意味着什么?这个记录中羽毛球的最高速度,比“复兴号”动车组列车最高运行时速(400公里/小时)还要快。
图源:Physics of ball sports各种球类运动的最高运动速度
羽毛球为什么能飞得那么快?原因其实并不复杂,主要是因为羽毛球比较轻(重量只有5克),并且球拍足够长(不超过680mm)。
图源:Annu. Rev. Fluid Mech 各种球的尺寸、重量及速度等基本参数
球体在空中的运动往往只受到空气阻力和重力的作用,它的速度一般只会逐渐减小(篮球等例外)。想要获得最快的运动速度,球体需要在离开运动员接触的瞬间获得最大的加速度。相对于网球、足球和其它球体,羽毛球非常轻,因此同等大小的力在它身上则会产生更大的加速度。
图源:Physics of ball sports 高尔夫球和羽毛球的挥拍动作
最能“飞”的球——高尔夫球
高尔夫球是飞得最远的球,单次击球可以移动200米以上,标准高尔夫球场,一般布置18个球洞,总长度要控制在6002~6400米,球场面积50~75公顷(1公顷=10000平方米),实际大小要根据球场的地形来确定。
不仅如此,高尔夫还走出了地球,成为了首个星际间的球类运动项目。1971年2月6日,执行阿波罗14号任务的宇航员艾伦·谢帕德(Alan Shepard)挥动球杆在月球上打起了高尔夫球,从而使他成为有史以来第一位,也是目前唯一一位在月亮上打过高尔夫球的人。
图源:NASA 正在月球打高尔夫球的宇航员艾伦
高尔夫球有一个让人大跌眼镜的现象:越是光滑的高尔夫球,越是飞不远。
我们都认为,球形是最完美的形体,表面越是光滑,则在飞行的过程中,球面与大气的摩擦就越少,同等用力的情况下,理应飞得越远。但是,高尔夫球不是这样。
图源:《高尔夫50年》高尔夫球的变迁
毛根海教授所著《奇妙的流体运动科学》一书中,有这么一个数据:同等条件下,布满小酒窝的高尔夫球,它在飞行中所受到的阻力只有光滑球的一半,而飞行距离是光滑球的5倍。物体在流体中运动时,前后压力差所带来的阻力就叫做“形状阻力”。现代核潜艇使用“水滴型”外形就是为了减少形状阻力。
图源:科普中国
如上图,顶部的垂直竖版,其形体阻力最大,原因是其后方的“低压区”面积最大,第二个球体的低压区有所减少,直至底部的水滴型,其形状阻力最小。通过流体力学实验,人们发现,光滑的与布满小酒窝的球相比,后者产生的低压区面积更少。球上的无数小酒窝,它可以起到让空气紧贴球面的作用,这使得平滑的气流能顺着球体表面延伸到更靠后的位置时才产生分离。
图片来自航空航天工程师Jeffrey A. Scott
最受欢迎的球类运动——足球
无论是从影响力、参与人数还是赛事热度来看,足球都是当之无愧的世界第一运动。不过今天既然讲到球速和形体阻力的问题,那么我们也一起来看看足球缝线对足球轨迹的影响。
图源:百度百科
普天同庆足球是2010年南非世界杯决赛阶段设计的新款足球,也是最近几届世界杯中,最饱受批评的一个足球。在它还刚刚面世时,生产厂家就宣传说:这个球只用了8块表皮就将足球拼接完成,完美地包住了内胆,这是史上最圆的足球。
然而,这颗球却是守门员的“噩梦”。空气动力学家梅塔博士提出,“粗糙度的大小,决定了出现‘蝴蝶球效应’的最佳临界速度是多少。”
蝴蝶球轨迹蝴蝶球指的是球在空中飞行时几乎没有旋转,从而导致它的飞行轨迹不可预测,守门员很难判断。蝴蝶球的原理是球表面上有缝线,在飞行过程中,气流经过缝线时,会产生更多湍流,由于左右不对称,湍流增加了球侧面的偏转力。尾流左右摇摆,飞行飘忽不定,如飞舞蝴蝶。
图源:中国科普博览常规足球通常将32块球面通过缝线拼合而成,缝线的总长度以及缝线的深度决定了足球的光滑度,缝线越多越粗糙。常规足球一般在48公里每小时球速时才会产生最大化的“蝴蝶球效应”。
而普天同庆足球,由于其总缝线长度很短,导致其成为当时最光滑的足球,经过空气动力学试验,人们发现,在80~88公里每小时球速时,普天同庆才会产生最大化的蝴蝶球效应,而80公里左右时速恰恰是射门,以及任意球的典型球速。
END
资料来源:央视科教、科普中国、中国科普博览、知乎
整理:董小娴
人民日报仲音:三年抗疫,中国答卷经得起历史检验******
三年抗疫,中国答卷经得起历史检验
仲 音
今年春节期间,全国重点零售和餐饮企业销售额同比增长6.8%;全国出入境人员超287万人次,同比增长120.5%;全国消费相关行业销售收入同比增长12.2%,与2019年春节假期相比年均增长12.4%……今年春节是疫情防控进入新阶段后的第一个春节,1月30日,国务院联防联控机制召开新闻发布会,宣布全国整体疫情已进入低流行水平。一个个火热的数据,生动注解着统筹疫情防控和经济社会发展取得的显著成效,有力印证了我国优化疫情防控措施的正确性。
把人民生命安全和身体健康放在第一位,是中国制定疫情防控政策的首要考量,也是衡量疫情防控成效的重要标准。回顾三年抗疫,从突发疫情应急围堵,到常态化疫情防控探索、全方位综合防控;从武汉保卫战、湖北保卫战,到大上海保卫战……以习近平同志为核心的党中央始终坚持人民至上、生命至上,因时因势不断优化调整防控措施,先后印发十版防控方案和十版诊疗方案,随着条件的逐步具备相继出台二十条优化措施,推出新十条优化措施,将新冠病毒感染从“乙类甲管”调整为“乙类乙管”,牢牢掌握了抗疫的战略主动权。三年来,我们经受住了全球五波疫情流行冲击,有效处置了百余起聚集性疫情,成功避免了致病力较强的原始株、德尔塔变异株的广泛流行,有力守护了人民群众生命安全和身体健康。实践充分证明,党中央确定的疫情防控方针政策是正确的、科学的、有效的。
防疫关乎生命,发展关乎生计。如何统筹处理好二者关系,考验智慧与治理水平。三年来,在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,我国如期打赢脱贫攻坚战、全面建成小康社会、实现“十四五”良好开局,走出了一条精准高效统筹疫情防控和经济社会发展的辩证之道。数据是最客观的说明:2020年,我国国内生产总值增长2.2%,是全球唯一实现正增长的主要经济体;2021年,我国国内生产总值增长8.4%,超过了国际货币基金组织的预期;2022年,我国经济总量突破121万亿元,按不变价格计算比上年增长3%,快于多数主要经济体。三年来,我国经济保持4.5%左右的年均增长,明显高于世界平均水平,在世界主要经济体中保持领先。近期,多个国际组织纷纷表示看好中国经济增长前景,认为中国有望成为拉动2023年世界经济增长的“火车头”。可以说,我国抗疫和发展的成绩完全经得起历史的检验。
新冠疫情是百年来全球发生的最严重的传染病大流行,是整个人类共同面临的严峻挑战。三年来,中国尽己所能助力各国抗击疫情,以实际行动推动构建人类命运共同体。这是风雨同舟的中国行动:向120多个国家和国际组织供应超过22亿剂新冠疫苗,向153个国家和15个国际组织提供数千亿件抗疫物资,向34个国家派出抗疫医疗专家组。在全球抗疫最吃劲的阶段,中国成为全球抗疫物资供应的大后方,为世界各国抗击疫情提供了坚实保障。这是共克时艰的中国贡献:进博会、服贸会、消博会、广交会等“四大展会”年年举办,中国货物进出口总额持续增加,出口国际市场份额连续14年居全球首位,21个自贸试验区覆盖东西南北中,海南自贸港扬帆起航。三年来,中国坚持“团结抗疫和复苏经济,两手都要抓,两手都要硬”,在同国际社会团结抗疫的同时,以自身开放合作为维护全球产业链供应链稳定畅通作出了重要贡献,为世界经济复苏注入强劲动力。
坚持就是胜利,团结就是胜利。经过艰苦卓绝的努力,我们战胜了前所未有的困难和挑战,最大程度守护了人民生命安全和身体健康,最大限度减少了疫情对经济社会发展的影响。穿越疫情的阴霾,今日中国正在释放出发展的巨大活力、前行的强大能量。三年同心抗疫,中国这份非凡的抗疫答卷,成绩殊为不易,世人有目共睹,历史必将铭记!
(文图:赵筱尘 巫邓炎)