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
师恩难忘******
刘末利
1960年,对于当下,已是十分遥远。对于我,那时从学校毕业,加入中新社大家庭的情景,还是如此清晰在目。那时的我,即使与同时进中新社的同学相比,也显得非常稚嫩。我的第一个工作岗位是在专稿部通讯组。资深同事们对我关爱有加,社领导、部门领导对我的点滴表现,都给予鼓励、赞许。
记得1961年的春天,我奉命出差,地点是天津市区。组内资深记者张益常陪我同行,她侧重采访天津郊区。这样的安排体现了良苦用心。当时兼部主任的副社长王纪元说过:“要是刘末利一个人出门,还分不清东南西北呢。”
几十年来,这个“评语”一直牢记在心。1963年初,我奉调至上海记者站。第二年的春天,浙江省侨务工作会议在杭州召开。总社指定我前往采访是次会议。第一次采访大型会议,我毫无把握。到了杭州,得知张帆社长也将应邀赴会,更使我忐忑不安,心想千万不能在社领导面前“出洋相”。张帆社长抵达杭州后,抽空了解了我的采访计划。他当即给我出题目,约请与会的杭州、宁波、温州等市侨务部门负责人座谈,他也参加。社长手把手的指导,真是十分难得的学习机会。一切安排妥当,座谈就在晚上。趁那天下午休会,常驻杭州的摄影记者沈鸣陪张帆社长游虎跑,我也随行。我们在虎跑山上喝茶、聊天。后又驱车前往梅家坞,品尝龙井新茶。我倒是先把握了这个“机会”,享受龙井的美妙,一杯接一杯,忘乎所以。返程途中,自我感觉不妙——晕车了。回到宾馆,免去晚饭还不行。待到座谈会即将开始,与会者陆续到达。我却因胃里“翻江倒海”,忍不住奔进卫生间一阵呕吐。多少年来,无论我怎样努力,也想不起那次座谈的主题以及写稿过程,永远记得的是张帆社长曾经说过:“你这种身体,怎么当记者呀!”
这个“洋相”出得够可以的了。晕车固然是因为“内耳前庭平衡感受器受运动刺激而影响神经中枢的症状”,算不上疾病,但对一个记者确实很麻烦。“杭州事件”使我明白必须与那个平衡感受器“对着干”。后来,我因采访而海、陆、空都“晕”过了。印象最深的是上世纪80年代前期,上海决定恢复经过台湾海峡的上海至福州航班,我参加首航采访。事先我一心要在船上“现场采访”。没料到船刚出吴淞口,我就晕得躺倒了。眼看完成任务有难,幸好一位同行大力支持。他根据我的要求在旅客中物色采访对象,再陪着我前去。我就在“采访—躺下—再采访—再躺下”的节奏中完成“首航”。
岁月流逝。时至上世纪70年代末,终于盼来中新社恢复建制。我从上海某出版社回归中新社。1979年初,上海分社“开张”,包括分社负责人,人员只有七八个,我包揽了上海全部的经济报道工作。那时国家进入“以经济建设为中心”的新时期。上海曾经是远东经济发达的大城市,又是全国工业基地;在执行国家经济体制改革、对外开放的方针中,自有许多符合经济规律的创新之举。何况还有引进30万吨乙烯工程的上海石油化工总厂、以进口矿砂为原料的宝山钢铁总厂正在加紧建设。在这样的背景下,上海分社的经济报道应该做得有声有色,实际上却是将近3年没有达到总社的要求。上海分社“经济报道没做好”,使我承受巨大压力。我感到迷惘,无所适从。某年,总编室主任徐曰琮来上海分社。我不知道他此行的“任务”。但是他私下对我说,上海分社经济报道没有做好,责任不在于我,我已经尽职了。此话使我得到极大宽慰。1982年春,当时的副社长王士谷率总社新闻部、专稿部及广东、福建等分社的各路精英云集上海,召开经济报道工作会议。会议下达了总社对经济报道的方针和思路,交流了经济采编的经验。会下有关部门领导对我更有针对性地点拨和指导,特别鼓励我要敢于采访重大题材。于我,真是醍醐灌顶!总社领导在多年没有做好经济报道的上海分社召开经济工作会议,目的明确,效果显见。我走出了“中新社是新华社的补充”、“上海分社以报道侨务、文艺、体育等‘三宝’为主”等中新社初创时期办社和报道思想的局限,在报道思想和业务能力上都进入了一个新阶段。
也是在1982年,总社召开专稿工作会议,明确了“面向中间,反映现实”的专稿工作新方针。这是针对国内外形势的变化,针对海外读者迫切希望了解中国新时期政治、经济新动向而拟定的。其时香港《明报》、《快报》等常见署名“宗涓”的专电,评述中国时政。文笔挥洒自如,读得我如痴如醉,不胜钦羡。我本专稿部出身,于是学样“跟进”。专稿部负责人时来电话,给我鼓励。1984年底,我赴总社参加工作会议期间,还当面请教,受益匪浅,为我此后坚持专稿写作打下基础。上述时期,除了总社和相关部门领导之外,我的多位老同事,也给我莫大支持和鼓励,他们是我的益友,更是良师。我永远感谢他们。挂一漏万,在此不一一列举姓名了。
1984年底,各地方分社换班。总社委任我为上海分社采编主任。我毫无思想准备,心中茫然。刚卸任的上海分社社长姚凡对我关心又支持。他“面授机宜”道:不要脱离采编第一线。一来采编业务是我的“强项”;二来只有身在“第一线”才能指挥和组织分社的采编活动。后来,我一直按照他提示的原则去做。虽然辛苦,于我个人、于分社都足见成果,毋庸多言。
在中新社40年一路跋涉之中,得到多位领导、资深同事们的培养、帮助,十分难得;唯有满怀感激,永远念叨:“师恩难忘”!
(历史资料)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)