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
中新社70年丨范长江之子范东升的“梦之旅”******
不经意间到了怀旧的年龄,回顾平生,有两件事特别感到庆幸:
一是1977年恢复高考,我考上北大中文系新闻专业,从此改变了一生命运;
二是上个世纪90年代初成为中新社麾下一名新闻记者,因而有幸亲眼见证了改革开放给祖国大地带来的沧桑巨变。
重回塞外故地恍如隔世
在中新社做记者期间,有一次采访活动特别令人难忘:1997年正值内蒙古自治区成立50周年,7月中旬我们一行四人驱车前往呼和浩特、包头两市以及土默特左旗、武川县等地采访。
我本人有很深的“内蒙古情结”。
1936年我的父亲范长江先生作为《大公报》记者到绥远(今内蒙古地区)进行战地采访,随后写下《塞上行》一书。
30多年过后,1968年我与成千上万名北京男女知识青年一起到内蒙古插队,在那里度过8个春秋。我以中新社记者的身份再访内蒙古,差不多又一个30年过去了,重回塞外故地,真有恍如隔世之感。
▲范东升重走《中国的西北角》之路留影那一年我17岁,被分配到土默特左旗塔布赛公社帐房大队落户。塔布赛村正是自治区主要创建者和领导人乌兰夫的家乡。
在1971年底我离开农村,又到呼和浩特市一家小厂当了5年学徒工。当时正处在“文革”时期,我也和其他北京知青一样,第一次备尝贫困疾苦的味道。
这里农村的贫穷落后远远超出城里人的想象。
农民的住宅都是用土坯搭盖的,整个村落一眼望去一片土黄。这里在严寒的冬天气温可降至摄氏零下二三十度,但很多人家连玻璃都买不起,只是在窗框上糊一层窗纸或旧报纸。
室外冰天雪地,室内也同样寒气透骨,却没有任何现代意义上的“取暖设备”,一般就是一家老小围坐在由做饭余温烘热的炕头上捱过寒冬。
村里刚刚通上电,但是许多老乡为了省电钱,吃了晚饭就上炕睡觉。挑灯夜读要算是知青们特别“奢侈”的一种“夜生活”了。
由于时常断电,于是买几两煤油倒在墨水瓶里,在瓶盖上打一个洞,穿上一根棉线做灯芯就是“煤油灯”。
“马莲滩上盖起游乐场”
此次专程回到土左旗采访,发现20多年来这里发生了奇迹般的变化,几乎令人难以置信。
我带领记者团一行驱车沿刚刚建成通车的察素齐—塔布赛县道“回娘家”,只花了半个多小时。回想当年村里的知青去一趟旗里,沿60里的土路常常步行要走一整天。
▲范东升带领记者团队采访帐房村里一幢幢“四角落地”(即墙的四角砌有砖柱)式或全砖木结构的住房取代了昔日的土坯房。
老乡们谈起现在的生活变化,不住地说:“好了,都好了!比你们在时强多了!”帐房的乡亲从过去以粗粮为主改为吃白面、大米为主,莜面反成了稀罕物,爱吃莜面的,还要到出产莜面的武川县买回来。
老乡家里,收录机、电视机已不新鲜,富裕人家购置了手扶拖拉机或小四轮拖拉机,有的甚至拥有汽车。
旗政府所在地察素齐镇已经由一个“大村庄”,发展成了一个百业兴盛、市容井然的塞外新城。
我们采访土左旗云中义旗长时,他如数家珍地用一连串惊人的统计数字来介绍改革开放以后土左旗的飞跃发展。
土左旗已陆续兴建金山经济技术开发区、哈素海旅游开发区和白庙开发区。其中哈素海约有30平方公里,风光秀丽,已开发成为一处新的旅游避暑胜地。
我不由得清晰记起自己在梦境中吟出的两句诗:“几回回梦里回帐房,马莲滩上盖起游乐场……”。
历史与现实的对照
刚刚离开麦菽飘香的土默川平原,我于8月上旬又应台湾海基会的邀请,参加中国记协的大陆期刊代表团访问祖国宝岛台湾。
在10天环台岛访问期间,随团沿高速公路从台北市出发一路南行,过台中市,观日月潭,登阿里山,访高雄港,再自西向东飞越中部山脉,到台湾东部的花莲市采访之后,意犹未尽地返回台北。
此次仲夏的两地采访活动,对我来说可称为梦幻般的旅程,历史与现实的对照,祖国大陆与台湾经济状况的比较,令人感慨万端。
在采访活动结束之后,我写下长篇纪行《梦之旅》连载于《华声》杂志。
台湾地区有“亚洲四小龙”之一的称誉,而在上世纪90年代中国大陆的经济腾飞尚处在初期阶段,与台湾当时的社会经济发展水平还有比较明显的差距。
我在文中这样写道:“自上世纪80年代以来,祖国大陆正以同样迅疾的步伐,以更加宏大的规模开始经济起飞,很有可能创下世纪之交的新的中国奇迹。”
20多年前我在文中做出的预言,今天已经成为活生生的现实。当年我父亲笔下的那个内忧外患、饿殍遍野的旧中国早已一去不复返。
▲范东升参加新闻文风改革暨“中新风格”学术研讨会 中新社记者 富田 摄作为新中国的新闻工作者,能够亲眼观察在改革开放中祖国人民拼搏奋进的历史进程,亲手记录中华民族走向伟大复兴的辉煌业绩,我感到无比的幸福和自豪。
作者:范东升(中国新闻社原编委会成员)
原文刊登于中新社《离退月报》
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |