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
无锡:文脉赓续 古韵新姿******
江苏无锡 ,梦里的江南 。
这里有水 ,长江奔流 ,太湖佳处 ,星罗棋布 的大小河塘,勾勒出碧波千顷、烟波浩渺的水乡秀色。
这里有景 ,千年水弄堂,运河绝版地,遍及古城的园林亭阁、垂柳画桥 、小楼水榭,移步换景,入眼皆画 。
这里有诗 ,“石路萦回九龙脊 ,水光翻动五湖天”“金山冉冉波涛雨 ,锡水泯泯草木春”“烟翠三秋色 ,波涛万古痕”……白居易 、苏轼、文天祥、纳兰性德等在此留下了来自历史深处 的赞叹。
这里更有数不尽的英雄豪杰、名人佳士,学术巨擘 、文坛巨匠,顾恺之、徐霞客 、钱钟书、徐悲鸿……文脉悠悠、群星璀璨 。
文化,浸润人与城 ,贯通古和今。背靠7000年的人类生活史 、3000多年文字记载史、2200多年建城史 ,无锡在新时代又迎来了新 的发展语境、新 的文化场域。
在深入学习贯彻党 的二十大精神之际 ,记者走进这座国家历史文化名城,探寻她 的古城新变与古韵新姿 。
千年文明 、百年繁华和美丽山水 ,共同织就了无锡的绚丽风景
这 是散文家李一鸣第二次到无锡了。从市中心出发 ,大约十几公里 的车程,便到了鼋头渚 ,一个横卧太湖西北岸 的半岛。在岛上 ,他极目远眺,这里依旧帆影点点,依旧绿色欲滴 。
景致在眼前延伸 ,往事从时间深处浮现 。30多年前,他第一次来无锡 。那时正值傍晚时分,暮色笼罩长街,走过几座小桥,横望过去,只见“白墙黛瓦人家枕河而居,错错落落 的灯光,照着缓缓流淌 的河水 ,乌篷船的轮廓依稀可见 ,驳岸上的光点闪闪烁烁 ,探入水中的阶梯明明暗暗” 。
那一瞥 ,无锡已入梦中 。李一鸣在散文《忆江南·过无锡》中深情回忆 ,江南于我……无锡 是自然山林中 的大景致 :鼋头渚是“海”边的岛,蠡园周边 是望不到岸 的“海”,寄畅园活在青山静默 的目光和淙淙泉水中,而梅园则 是面对茫茫太湖的一个繁花似锦的大天台。
(文图 :赵筱尘 巫邓炎)