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
二〇二三新年贺词,习近平勾勒“明天的中国”******
(近观中国)二〇二三新年贺词,习近平勾勒“明天的中国”
中新社北京1月1日电 题:二〇二三新年贺词,习近平勾勒“明天的中国”
中新社记者 黄钰钦 梁晓辉
新年的钟声敲响,人们在回望中走向未来。这一特殊的时刻,对过去的告别与对未来的期待交织,给予每个人前行的力量,于个人如此,于国家亦是如此。
当时间翻开新的篇章,世界也又一次注目——中国将如何告别过去、总结当下、寄望未来?答案正蕴含在中国国家主席习近平二〇二三年的新年贺词里:“历史长河波澜壮阔,一代又一代人接续奋斗创造了今天的中国。”“我们要一往无前、顽强拼搏,让明天的中国更美好。”
当这份跨越时光的答案被缓缓道出,一个明天的中国也徐徐走来。
新年前夕,国家主席习近平通过中央广播电视总台和互联网,发表二〇二三年新年贺词。新华社记者 鞠鹏 摄这是一个奋斗前行的中国。
“奋斗”,始终是习近平新年贺词里的关键词。回顾过去,从“天上不会掉馅饼,努力奋斗才能梦想成真”,到“征途漫漫,惟有奋斗”,再到“明天的中国,奋斗创造奇迹”,“奋斗”成为对中国姿态最鲜明的概括。
而在过去一年,无论是新航母下水,还是大飞机上天,无论是在冰雪赛场上驰骋,还是在“太空之家”遨游苍穹……中国人以“奋斗”连接梦想与现实,如习近平在新年贺词中所感慨:“这一切,凝结着无数人的辛勤付出和汗水。点点星火,汇聚成炬,这就是中国力量!”
“奋斗”,也将中国的今天与明天相连。今天奋斗的成果,正是明天中国更美好的信心之源。过去一年,中共二十大筹划未来,中国式现代化提速前行,为明天的中国勾勒出更加精确的蓝图。一个奋斗的、可感的中国,正信步前行。
这是一个更加团结的中国。
过去一年里反复延宕的疫情,让人们愈发感受到团结的可贵。是彼此的团结,让素不相识的陌生人开始鼓励与互助。食物与药品,诗集与小说,在社群和楼宇间穿梭运送,治愈着彼此的身体与心灵。正如著名小说家加缪曾写下的,“洋溢着善意的眼神永远比瘟疫更有力量”。
当下疫情防控进入新阶段,习近平在新年贺词中的这句话带给人更多力量:“大家再加把劲,坚持就是胜利,团结就是胜利。”
因为团结,人们战胜了前所未有的困难,“每个人都不容易”。眺望前方道路,未来的风险与挑战丝毫不减,仍需要“14亿多中国人心往一处想、劲往一处使”。惟其如此,“就没有干不成的事、迈不过的坎”。
若将眼光投向世界,“团结”二字在百年变局下更能读出一层深远寓意。过去一年,无论在世界经济论坛视频会议上,以“一条命运与共的大船”作喻,还是在G20巴厘岛峰会上,引述印尼谚语“甘蔗同穴生,香茅成丛长”,习近平都传递出一个紧密联系世界、与各国“更团结”的中国心愿。
这种团结,就像北京冬奥会闭幕式鸟巢上空升腾起的“天下一家”焰火,中国正以这样笃定的世界观,持续点亮世界。“我们始终如一珍视和平和发展,始终如一珍惜朋友和伙伴”,习近平在新年贺词中再次表示。不难预见,尽管全球性挑战层出不穷,明日之中国仍将以自身的确定性为世界团结助力。
这是一个洋溢青春的中国。
时光如流,习近平在新年贺词中多次点赞平凡人做出的非凡事,不同群体都曾先后走进他的“年度记忆”。今次,习近平特别提及中国青年——青年兴则国家兴。
青春的中国,希望寄托在每一个青年之中。过去一年,习近平在不同场合多次表达对青年的期待,既有情真意切的信笺对话,也有走进高校的亲切交谈。他将青年比作茁壮成长的小树,总有一天会“撑起一片天”,也将青年比作初升的朝阳,“总有一刻会把光和热洒满大地”。
“年轻充满朝气,青春孕育希望。”在新年贺词里谈及明天的中国,习近平又一次对青年提出要求,希望广大青年“不负时代,不负华年”。
今天的中国,青年人正在担负起实现美好的责任。面对生活中的困难与挑战,成长的烦恼与成功的喜悦并行。与此同时,每一个青年人都在选择将以何种姿态进入明天的中国。看似微小,但恰恰是这每一个选择,构成了中国面对未来自信向上的社会图景。
这种向上,也正是奋斗的、团结的、青春的中国,所走向的更美好明天。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)