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
中共二十大“立己达人” 与世界同行******
(中共二十大·观察)中共二十大“立己达人” 与世界同行
中新社北京10月21日电 题:中共二十大“立己达人” 与世界同行
中新社记者 张蔚然
翻看中共二十大报告,两个词连日来被中外媒体反复谈及。
一是“人民”,从“以人民为中心”到“守的是人民的心”,“人民至上”的价值理念贯穿始终,分量最重。二是“人类”,从“人类面临的共同问题”到“全人类共同价值”,“胸怀天下”的眼光关照世界,展现格局。
10月16日,中国共产党第二十次全国代表大会在北京人民大会堂隆重开幕。 中新社记者 毛建军 摄在中国共产党的政治词典中,“坚持人民至上”和“坚持胸怀天下”都是至关重要的世界观和方法论,不仅被列入党的百年奋斗历史经验,也在二十大报告中被突出强调。
这两个“坚持”的背后,都是人的发展。连接中国人民和世界人民的,也是发展这一最大公约数。多年来,中国共产党一直把搞好本国的发展和给世界发展带来贡献紧密结合在一起,以“立己达人”的理念促进中国人民与世界人民的互动、同行和共赢。
中共二十大对中国道路的擘画折射了这一理念。“坚持人民至上”,正使中国更好做到“立己”;“坚持胸怀天下”,则使中国更好兼顾“达人”。
中国将发展立于自身力量的基点上,从描绘中国式现代化,到规划教育、就业、社保、医药等细分领域发展,二十大报告以更周密的部署兼顾“14亿多”和“每一个”。“坚持人民至上”,意味着14亿多中国人要集体进入现代化,这是国家发展水平的整体跃迁;但也必须是共同富裕的现代化,不允许出现像一些西方国家那样“财富在一端积累、贫困在另一端积累”等状况。
资料图:2022年9月26日,北京市长安街沿线国庆主题花坛亮相,吸引市民拍照“打卡”。图为位于军事博物馆前广场的“命运共同体”花坛,寓意深化全球发展合作,共创共享和平繁荣美好未来。 中新社记者 赵文宇 摄以更好的自身发展为基础,中共二十大“坚持胸怀天下”。过去,中国没有采取殖民侵略、单纯资本驱动、掠夺大自然等西方国家现代化的传统路径,而是依靠自身走出了一条独立自主、和平发展、和谐共生的新路。
如今,“胸怀天下”绝不意味着包办解决其他国家各自复杂的内部问题,而是着眼全人类的共同命运,为共同发展提供中国机遇,为共性难题提供中国方案。
由二十大报告具体部署观之,从着力推动高质量发展,到推进高水平对外开放,从增强国内大循环内生动力和可靠性,到提升国际循环质量和水平,从推动共建“一带一路”高质量发展,到维护多元稳定的国际经济格局和经贸关系,这都是惠及中国人和世界各国民众的多赢之举。
由中国及世界,中共二十大将全人类的共同发展放在了同一视野之中,这正是“立己达人”古老智慧在当下的传承。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |