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
【浙江龙泉“青马学习班”系列调研(三)】实现铸魂赋能的学习效果******
习近平主席在二〇二三年新年贺词中指出:“青年兴则国家兴,中国发展要靠广大青年挺膺担当。”奋进新征程,尤为需要青年一代坚定信念、真诚奉献、埋头苦干。
在前阶段发布的《中共龙泉市委关于建设青年发展型城市的决定》中,“青春”将成为这个城市发展的底色之一。“青马学习班”是龙泉打造青春品质之城的重要载体,以此为媒持续为青年干部人才铸魂赋能,书写“人产城”融合新篇章。
人:提升一支青年队伍
人才,强国之根本、兴邦之大计。“青马学习班”引导青年群体深入思考、变革谋新,有力提升了当地青年队伍的总体水平,成为培训的一个重要成果。
学员前往浙西南科创基地考察学习
有实践才有真知。学习班鼓励学员“真看、真想、真交流”。学习期间,学员们走进田间地头、走进农家小院,亲身感触乡村振兴、农特产业发展;走进工厂车间、走进项目现场,了解营商环境建设、“双招双引”工作;走进社区农村、走进最小网格,体验基层治理、现代城乡社区建设等等。一块农田、一个车间,一段路、一群人,都是学以致用的好课堂。学员边走边学边悟,立志做青年马克思主义者,不负时代,不负华年。
学习班不仅“育人”,也在“留人”。青年发展型城市,主体是青年。在学习班中,回归的“龙青”、涌入的“龙漂”在一起互学、互赛,真学习、真思考,结下深厚情谊。
学员桑蓓蓓说,在学习班中,她不仅收获了知识,更深入了解了这里,结识了很多优秀的青年朋友,共同为龙泉的发展扛起青春担当。
产:带动一批产业发展
龙泉有着优质的产业基础,宝剑、青瓷、汽车零部件、工程机械、健康医药等产业都已具备一定规模,电商、文创、美食等新业态经济逐步驶入“快车道”。对于龙泉来说,产业高质量发展的相对短板在山区县,痛点在“引才难”。
为破解这个问题,“青马学习班”在开办过程中,围绕龙泉产业发展,尤其是山区县发展开设课程、设置议题,收获学员们的“金点子”。“龙泉自古就产优质灵芝,现在已经进行了一定程度的开发,对于怎么进一步深化产品我有想法。”“咱们这里是中国特色竹乡,品牌已经有了,我觉得要进一步完善、巩固竹木产业链条。”……就这样,一个个想法构思逐步完善为一份份调研报告、发展规划,递送到龙泉相关部门、企业的手中,助力一批产业发展。更有学员表示,愿意前往山区工作、创业,为龙泉发展贡献出自己的力量。
学员季诗婷说,“青年在城市中必然是要有所作为的,我们愿意让青年力量在龙泉的每一处都有展现。”
城:丰富一座城市底蕴
城市发展离不开青春力量,青年成长离不开理论指引。“青马学习班”是贯彻落实党的二十大精神的“龙泉答卷”。在这里,最是书香能致远。在学习班的带动下,全市各行各业青年群体迅速掀起想学习、爱学习的浓厚氛围。在这里,学员们传承弘扬龙泉优秀历史文化,创造性转化、创新性发展,不断巩固团结奋斗的共同思想基础,推进文化自信自强。
学员毛剑斌表示,在学习班里,学员们练就理论联系实际真功夫,将党的科学理论转化为解决实际问题的真法宝。学习班中,“书香”与“青春”精彩碰撞,理论与实践紧密结合,成为龙泉这座品质城市的又一道靓丽风景。
以习近平新时代中国特色社会主义思想为总教纲,以龙泉市打造“品质之城”的独特市情为总背景,以实地调研、“学思用”结合为总方法,“青马学习班”的学习之旅,让广大青年更深刻地了解“什么是龙泉、如何建设龙泉、建设怎样的龙泉”,将激扬青春的“劲头”扭成一股事业发展的“势头”,统一了青年思想,汇聚起青春力量,书写了一个新时代党的理论体系与地方的发展实践有机结合的生动案例。
(光明网记者 陈建栋、李澍)
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