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
各国政党政要持续祝贺习近平当选中共中央总书记******
新华社北京10月26日电 近日,各国政党政要持续致电或致函,热烈祝贺习近平当选中国共产党第二十届中央委员会总书记。
柬埔寨国王诺罗敦·西哈莫尼表示,我谨代表莫尼列太后、柬埔寨王室和柬埔寨人民,对您当选中共中央总书记致以最诚挚、最热烈的祝贺,坚信您将更好团结带领全党全国各族人民推进全面建设社会主义现代化国家事业,以中国式现代化顺利实现中华民族伟大复兴。期待同您一道,传承柬中传统友谊,推动柬中命运共同体建设,更好造福两国和两国人民。
塞拉利昂人民党领袖、总统比奥表示,欣悉您再次当选中共中央总书记,谨致衷心祝贺。在您的坚强领导下,中国过去10年取得举世瞩目成就。相信中共二十大将为塞中全面战略合作伙伴关系开启新篇章。
坦桑尼亚革命党主席、总统哈桑表示,祝贺您再次当选中共中央总书记,这充分体现了中国人民对您的信任和信心。祝您在领导国家、服务人民事业中取得更大成功。
乌干达全国抵抗运动主席、总统穆塞韦尼表示,热烈祝贺您再次当选中共中央总书记。期待同您携手努力,不断推动两国共同发展和繁荣,造福两国人民。
尼加拉瓜桑地诺民族解放阵线总书记、总统奥尔特加和副总统穆里略表示,祝贺您再次当选中共中央总书记,中国正迈向第二个百年奋斗目标新征程。尼方愿同中方共同努力,推动人类社会不断进步,建设更加美好的世界。
科威特埃米尔纳瓦夫表示,在您的领导下,中国在各领域取得突出发展成就。我十分珍视科中两国传统友谊,相信科中战略伙伴关系将取得更大发展。
尼泊尔总统班达里表示,相信在您的领导下,中国将朝着全面建成社会主义现代化强国的第二个百年奋斗目标迈出更大步伐。祝愿中华民族伟大复兴愿景早日实现。期待尼中友好合作迈上新台阶。
科摩罗总统阿扎利表示,欣闻您再次当选中共中央总书记,科摩罗政府和人民以及我本人谨向您致以诚挚和热烈的祝贺。坚信您将带领中国继续走向繁荣,并在国际舞台发挥更加重要的作用。
苏丹主权委员会主席布尔汉表示,诚挚祝贺您再次当选中共中央总书记。祝您在这一崇高岗位上成功、顺遂,祝愿友好的中国人民在您的领导下不断实现进步与繁荣。
多米尼克工党领袖、政府总理斯凯里特表示,在您的领导下,中国取得了历史性成就。您再次当选中共中央总书记,表明中国共产党和中国人民对您的高度拥护。期待中国共产党在全球事务中发挥更大作用。
瓦努阿图瓦库党主席、政府总理拉夫曼表示,坚信中国共产党将坚定不移地带领中国人民实现高质量发展与全面现代化。我愿同您一道,推动两党友好互利关系再上新台阶。
印度尼西亚民主斗争党总主席、前总统梅加瓦蒂表示,我们期待中国在国际舞台发挥更大作用,共同推动建立和平、公正的国际秩序。
斯洛伐克方向党主席、前政府总理菲佐表示,在中共中央坚强领导下,中国在经济发展、人民生活水平提高等方面取得重大成就,中国日益成为国际舞台上备受尊敬的重要力量。
克罗地亚前总统梅西奇表示,祝贺您再次当选中共中央总书记,相信您将继续带领中国取得更大发展,并在维护世界和平、促进共同发展方面发挥重要作用。
斯洛文尼亚前总统图尔克表示,高度钦佩您的远见卓识和坚强领导,祝愿您带领中国不断取得新发展,为推动世界和平与发展作出更大贡献。
摩尔多瓦社会主义者党执行书记、副议长巴特雷恩察表示,习近平新时代中国特色社会主义思想不仅在中国历史上具有划时代意义,也为人类文明进程作出了重要贡献。
阿根廷众议院副议长希奥哈表示,您带领中国共产党推动中国在各领域取得巨大发展成就,成为各国政党学习的典范。坚信中国共产党必将继续沿着中国特色社会主义道路,向实现第二个百年奋斗目标奋勇前进。
此外,发来贺电贺函的还有蒙古人民党总书记、政府办公厅主任阿玛尔巴伊斯格楞,巴勒斯坦人民斗争阵线总书记、政府社会发展部部长马吉达拉尼,苏丹正义与平等运动主席、政府财政和经济规划部长吉布里勒,捷克和摩拉维亚共产党主席、欧洲议会议员科内奇纳,摩尔多瓦共产党人党主席、前总统沃罗宁,斐济人民联盟党领袖、前政府总理兰布卡,萨摩亚人权保护党领袖、前政府总理图伊拉埃帕,智利前总统弗雷,罗马尼亚蒂图列斯库欧洲基金会主席、前政府总理阿德里安·讷斯塔塞,吉尔吉斯斯坦“信任”党议会党团主席奥尔莫诺夫,土库曼斯坦工业企业家党主席奥夫甘诺夫,阿尔及利亚尊严党主席达维,土耳其爱国党主席佩林切克,保加利亚社会党主席妮诺娃,加拿大共产党领袖罗利,基里巴斯关爱基里巴斯党主席阿坦尼博拉,巴勒斯坦民主联盟总书记拉法特,埃及共产党总书记萨拉赫,秘鲁争取进步联盟总书记巴尔德斯,白俄罗斯共产党中央委员会第一书记索科尔,伊朗确定国家利益委员会秘书长祖尔加德尔,澳大利亚公民党全国书记伊舍伍德,巴西国会巴中议员阵线主席皮纳托等。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)