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。
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
搭建中国—东盟交流的“艺术丝绸之路”******
▲ 2022中国—东盟音乐周开幕表演——大型交响合唱《丝路远航》 广西艺术学院供图
2022中国—东盟音乐周:
搭建中国—东盟交流的“艺术丝绸之路”
本报驻广西记者 郭凯倩
8场精品音乐会、4场学术高峰论坛、4场中外专家学术讲座,中国与东盟音乐元素交融……日前,2022中国—东盟音乐周在广西南宁落下帷幕。作为国际现代音乐协会(ISCM)的正式会员,中国—东盟音乐周以“中国·民族·东盟·超越”为宗旨,以民族性、国际性为特色,在一周里呈现了中国与东盟国家一流的音乐作品,展现了各国深厚的文化底蕴和音乐魅力,推动了各国艺术家的交流互动,也搭建起中国与东盟国家民间交流的“艺术丝绸之路”。
多年沉淀
国际声誉越来越高
由广西艺术学院主办的中国—东盟音乐周首创于2012年,正如广西艺术学院党委书记蔡昌卓所说,中国—东盟音乐周经过多年沉淀,已经成为一项大型音乐文化交流活动平台,是挖掘新作品、培养新音乐人才、扩大新听众的重要力量,在国际音乐界拥有较高的声誉。
由广西艺术学院出品的大型交响合唱《丝路远航》在广西文化艺术中心上演,为观众带来一场中华文明与异域风情相互交融的交响合唱视听盛宴,也拉开了2022中国—东盟音乐周的序幕。2022中国—东盟音乐周采取线上线下联动、国际国内联通的方式举办,在5天里,相继举办了交响乐作品音乐会、民族管弦乐作品音乐会、《武汉钢琴三重奏》专场音乐会、甘美兰音乐专场音乐会等活动,参演作品内容丰富、形式多样,既具有极高的演奏水平和学术价值,也反映了时代的精神风貌。
本届音乐周还邀请了上海音乐学院、武汉音乐学院、星海音乐学院的知名专家举办学术性讲座,并首次增加学术论文征集环节。“每届音乐周都会举办音乐展演、学术高峰论坛、大师讲座和音乐评论比赛等活动,助推新音乐的创作、表演和理论研究。”蔡昌卓表示,经过多年的发展,音乐周日益得到国内院校以及东盟各国音乐家的关注和认可,为推动中国—东盟文化艺术交流和传播中国声音、讲好广西故事发挥了积极作用。
艺术交融
区域音乐交流互鉴
每届中国—东盟音乐周期间举办的多场音乐会,都闪烁着鲜明的东盟元素。
本届音乐周期间,由广西艺术学院、印度尼西亚万隆国立艺术文化学院共同主办的甘美兰音乐专题音乐会在广西艺术学院音乐厅精彩上演。音乐会通过线上线下相结合的方式,由两地师生共同演绎,其中既有传统的印尼甘美兰音乐表演和广西民族特色音乐,也有在传统音乐基础上对民族音乐的新探索,中国和印尼民族音乐的美妙碰撞,让现场观众享受到一场别样的视听盛宴。
甘美兰是印尼最具特色的乐种,乐队编制包括铜排琴、吊锣、罐锣、吹管等。借助中国—东盟音乐周这一平台,广西艺术学院和广西民族音乐博物馆积极搭建与印尼音乐文化的交流通道,努力打造两国音乐共同发展的先锋样板。“此次甘美兰音乐专题音乐会的成功举办,有效促进了广西艺术学院与万隆国立艺术文化学院的交流与合作,也为‘一带一路’沿线国家和地区在音乐领域的交融互通带来了新的契机。”广西艺术学院艺术研究院党委书记陶义美表示。
毗邻东盟,广西艺术学院一直牢牢把握这一地域优势,着力搭建与东盟国家文化交流的友谊之桥。通过音乐周平台,中国与东盟的优秀音乐家有了更为密切的交往。比如本届音乐周期间举办的中国与东南亚竹质乐器专场研讨会上,来自印尼万隆国立艺术文化学院、中国音乐学院、上海音乐学院、云南师范大学等高校的学者,围绕竹质乐器的延伸性、再生性等话题展开了深入探讨。
“在立足东盟国家和广西少数民族音乐文化特色的同时,中国—东盟音乐周从内容安排到形式呈现保持了多元并存与交流融合的鲜明特质。”广西艺术学院院长侯道辉说,音乐周为国内外音乐家、作曲家的音乐创作和舞台呈现提供了对话与交流的宝贵平台,也为中国—东盟区域音乐文化的交流互通等作出贡献。
培育创新
不断推出新音乐、新人才
中国—东盟音乐周为广西本土优秀音乐和优秀人才走向全国、走向世界提供了平台。在2022首届上海当代音乐节闭幕式音乐会上,由广西优秀青年作曲家钟峻程为笙与交响乐队所作的《山里的苗寨》进行了世界首演。钟峻程作为中国—东盟音乐周的创始人之一,正是音乐周力推本土优秀人才的缩影。
广西艺术学院音乐学院院长蔡央回顾了中国—东盟音乐周这些年来的发展。他说,音乐周的影响力越来越大,创作水平上去了,优秀作曲家的作品也能越来越多地“走出去”。从广西艺术学院走出的钟峻程等年轻作曲家,不断创作推出新作品,提升了学院的整体创作水平。
作为本届音乐周开幕表演,由蔡央指挥的《丝路远航》同样引发广泛关注。《丝路远航》是广西当代文学艺术创作工程三年规划(2022—2024年)扶持项目作品,汇聚了广西艺术学院老中青三代作曲家、词作家以及学院师生的心血和努力。
中国—东盟音乐周与北京现代音乐节、上海当代音乐周、杭州现代音乐节共同组成中国当代音乐创作及新音乐作品展演的四大平台,中国和世界各国顶尖音乐家借助这些平台推出众多新音乐作品。蔡昌卓说,中国—东盟音乐周在长期发展中逐渐形成了具有自身特点的结构模式,不仅为广西艺术学院学生开拓国际视野、开展教育实践搭建广阔平台,也为推广现代音乐和助力青年音乐家发展作出重要贡献。