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。
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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
重庆港澳委员向均羚献智渝港合作发展:优势独特 蕴含机遇******
中新网重庆1月16日电 (郭虹 刘心羽)“香港和重庆一直是发展的好伙伴。我愿积极推动港渝两地经贸交流活动,与3400万重庆人民一道拥抱新时代、迈步新征程、共建新重庆。”此间举行的重庆两会上,重庆市政协港澳委员、重庆市港澳顾问、香港重庆总会副会长向均羚15日接受中新网记者专访时对港渝多领域合作充满期待。
作为土生土长的香港人,向均羚对重庆却情有独钟:“重庆是山清水秀美丽之城,也是我非常喜欢的一个城市,它有一种高科技和古文化相结合的感觉,在文旅、城市形象方面具有自己的独特优势。”她认为,重庆拥有与香港不一样的厚重历史感,而香港在对外交流、国际贸易等方面拥有更多优势,港渝之间拥有互利互动的巨大商机。
此次重庆市政府工作报告提出,未来5年将构建优质高效的服务业新体系,大力发展金融、物流、会展、商贸、文旅等产业,深化服务业扩大开放综合试点,加快建设西部金融中心、国际消费中心城市、内陆现代服务业发展先行区,打造富有巴蜀特色的国际消费目的地和世界知名文化旅游目的地。
图为重庆市政协港澳委员向均羚在重庆留影。 受访者供图深耕影视文化行业的向均羚认为,重庆城市山水相依、渊远厚重的巴蜀文化是建设国际消费中心城市的有利条件。“拉动消费不仅是购买力的问题,更为重要的是消费者在消费过程中获得的品质感,让其感受到物有所值,甚至物超所值。”她建言重庆可以考虑与香港互动合作举办大型旅游节、汇演、巡游等活动,“常年举办刺激消费的活动,吸引越来越多的国内外人士来到重庆”。
“香港是重庆最大的外资来源地,也是重庆走向世界的最佳平台,可以把更多的重庆‘风味’、重庆成就、重庆故事通过香港向世界传播。”向均羚说。
开展港澳合作,离不开港澳人才的智力支撑。向均羚认为“重庆市对港澳人才的吸引力数之不尽”,并对港澳人才引进来、留下来、开展科研、离休生活都提出思考。“我港澳的朋友只要来过重庆的,就不会只来一次。这就是重庆市的吸引力。”向均羚说,“重庆城市现代化做得好,重庆人文明有礼,航空及高铁使港澳往来便利。要吸引顶尖人才到重庆工作,就要让他们愿意举家搬到重庆居住。”她建议重庆建设完善达到国际化标准的高端学校、医院、养老院及游乐园、主题公园、生态旅游等配套,举办国际级竞技活动,“要让来的人才感觉重庆是他的家”。
作为香港林伟展律师事务所创始人及高级合伙人,向均羚建议重庆可适时引进香港法律界人士协助建设完善法治环境,港澳法律界人士可以在重庆提供法律服务,协助有法律争议的外商在重庆进行仲裁。她还建议重庆与香港未来可以加强开拓科研事务合作,在科研生产力转化、招揽科研人才等方面互利互动。
向均羚告诉记者,近年香港在高端医学及其他科创事项上屡获殊荣,香港特区政府在科技园建设上赋予了大量资源支持。“只要你的业务及公司规模符合进驻科技园的资格,香港政府只收取低廉租金。对重庆有志在香港从事科技产业的公司应该有很大吸引力。”(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |