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
江西省上高县敖山镇副镇长唐国徽——扎根乡村接续奋斗******
大棚里,几十株果树枝繁叶茂,黄澄澄的果实点缀其间。12月1日,党的二十大代表、江西省上高县敖山镇副镇长兼洋林归侨少数民族聚居村党支部纪检委员唐国徽,一大早便和县农业农村局农业推广研究员赵险锋,钻进了村里的大棚。
“国徽,今年的果子口感不错。”村民们笑着打招呼。
“市场销售也很好。我调研了一下,在南昌每斤平均可以卖到10元,品相好,售价更高。”唐国徽笑着说,“今天咱们请来技术专家,给大家讲讲果树保养。”
怎么修枝去果,如何保留养分,赵险锋讲得认真,大家听得仔细,不时提出问题。连下几场小雨,气温明显下降,大棚内却是热火朝天。大棚外还有连片的泰国红心柚园、火龙果园、蓝莓园。
今年34岁的唐国徽是洋林村土生土长的瑶族小伙。大学毕业后,曾在深圳创业。就在生意红火之时,他应邀回乡发展。10年来,唐国徽带领乡亲们通过发展水果、乡村旅游等特色产业走上增收致富之路,村民人均收入从8000多元增至2.8万余元。
出席党的二十大后回到村里,唐国徽积极宣讲党的二十大精神。“党的二十大报告对全面推进乡村振兴作出重要部署,强调‘坚持农业农村优先发展’‘加快建设农业强国’。”唐国徽对乡亲们说,“全面推进乡村振兴,我们不能有‘等靠要’的想法,要撸起袖子加油干。咱们洋林村最大的特色就是多民族聚居,发展乡村旅游还有很大潜力可挖。”
村民们听得带劲,也提出一些建议,唐国徽一一认真记录。随后,唐国徽拿出一份方案,与洋林村党支部书记张胜德一起到县水利局争取项目资金,计划打通洋林村边与泗溪镇漕港村边水塘,打造景观湖泊。
“在这之前,我们已经和泗溪镇进行了协商,一起发展全域旅游。”唐国徽介绍,目前洋林村水系治理项目已经立项。
对接电商平台,打造“多彩洋林”农产品销售平台;联系专业公司,制订洋林村特色旅游小镇规划……“国徽一直没闲着,带着我们拓宽增收致富路。”张胜德拿出工作日志,其中记录了最近的工作日程。
“来看看我这刺绣怎么样?”走进村民陈胜梅家,她手里正针线飞舞。唐国徽拿起一份刺绣作品,只见“多彩洋林”几个彩字下,绣着一幅山水田园图。
“您的手艺快赶上老师喽!”唐国徽点赞。上月底,唐国徽请来上高县特殊学校的刺绣老师,为全村妇女开展了两天培训。
洋林村的妇女有民族刺绣手艺基础,如今在老师的带动下得到提升。村里的美术老师叶其秀,以洋林村风光画出10余幅“多彩洋林”美图,作为刺绣创作的底板。“大家不用担心销路,刺绣老师帮咱们卖,乡村旅游也能带动销售。”唐国徽给大家鼓劲。
“发展好洋林村,要只争朝夕。”掏出一张手绘的地图,唐国徽比画着说,“露营地、童乐园、滑草场、民族创业园……完成一项,就在旁边标注一项。”
“习近平总书记在党的二十大报告中指出,当代中国青年生逢其时,施展才干的舞台无比广阔,实现梦想的前景无比光明。”唐国徽说,“作为一名新时代青年,我愿扎根乡村接续奋斗,让乡亲们的日子越过越红火。”(朱磊)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)