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。
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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
习近平贺信肯定中新社坚持为侨服务 引海外侨胞热议******
中新社北京9月26日电 (记者 冉文娟)七秩芳华,中新社向海外侨胞发出了一封封及时、温暖的“家书”;岁月更替,中新社以侨为桥,搭建中国与世界沟通的桥梁。
9月23日,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平致信祝贺中国新闻社建社70周年。连日来,贺信在海外华侨华人中引发热烈反响。
习近平在贺信中肯定中新社建社70年来“坚持为侨服务”。对此,旅居匈牙利30多年的中东欧中医药学会会长陈震深有感触,他称中新社是陪伴自己海外生活的“老朋友”。
“早年间信息相对匮乏,在海外获取祖(籍)国的准确消息不易。中新社的新闻报道让我们及时了解中国最新动态,打开了一扇窗。”陈震说,这些年中新社的新闻产品越来越丰富,但“为侨服务”的初心不改,始终关注着华侨华人的生存境遇,为侨胞权益发声,建设“精神家园”。
“尤其是新冠疫情发生以来,中新社多次报道侨胞抗击疫情、同舟共济的故事,为华侨华人在住在国抗疫注入正能量,带来信心和力量。”陈震说。
“多年来中新社是我在美国关注最多的媒体之一,每每看到中新社报道,都会有一种特别的亲切感。”美国犹他州韦伯州立大学终身教授乐桃文说,不论是向纸媒提供文图稿件,还是拓展网络报道,再到近些年的微信公众号等新媒体平台,中新社的新闻产品都令人印象深刻。
乐桃文说:“几十年来,中新社一直关注着侨胞,心贴着侨胞,团结、服务侨胞,深受大家喜爱与推崇。”
习近平肯定中新社为“讲好中国故事、传播好中国声音”发挥了积极作用,并希望中新社为“推动中外文明交流、民心相通作出新的更大贡献”。
“中新社的报道展现了伦敦唐人街的繁荣发展,提升了在英华侨华人形象,促进了中英两国友好交流。”英国伦敦华埠商会主席邓柱廷说,中新社以多种方式关注和报道一年一度的伦敦华埠新春庆典,提升了活动影响力,也加深了英国民众对中华文化的了解和喜爱。
他表示,伦敦华埠商会未来将继续发挥好桥梁和纽带作用,传播中华文化,推动中英两国人文交流,“诚挚希望能和中新社一起努力,为两国友好注入更多正能量”。
“中新社的报道平实、接地气,在海外读到尤其亲切。”韩中文化友好协会会长曲欢说,期待中新社未来挖掘更多韩中两国友好交流的故事,增进彼此了解,推动两国民众情感共鸣,心灵相通。
在当前百年变局的新形势下,海外华侨华人作为跨文化人群,其桥梁纽带作用进一步凸显。澳大利亚澳华文联主席、悉尼华星艺术团团长余俊武致力于推动中华文化的本土化传播,艺术团创作的许多文艺作品在中新社旗下的“侨宝”客户端平台展示,得到了广泛的传播。
他说,“中新社搭建的平台,助力我们更好地传播中华文化,也鼓励我们探索创新,深挖中华文化经典中与时俱进的创新价值,推出更多优秀作品服务当地。”(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)