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
国际锐评|这座“里程碑”引领中阿迈向更好未来******
“这次峰会是中阿关系史上一座里程碑,必将引领中阿友好合作迈向更美好的未来!”当地时间9日,中国国家主席习近平在沙特首都利雅得举办的首届中国-阿拉伯国家峰会上发表主旨讲话,强调要继承和发扬“守望相助、平等互利、包容互鉴”的中阿友好精神,构建更加紧密的中阿命运共同体,并提出中阿务实合作“八大共同行动”。双方发表《首届中阿峰会利雅得宣言》等成果文件,一致同意全力构建面向新时代的中阿命运共同体。这是本次峰会取得的最重要政治成果。
这次峰会是新中国成立后第一次与阿拉伯国家集体举行的领导人峰会。峰会决定将中阿关系提升至新高度,是对传统友好的传承,更是面向未来的开创。
早在2000多年前,中阿两大民族就有了往来。陆上丝绸之路和海上香料之路成为沟通东西方文明的两条大动脉。新中国成立后,中阿在争取民族独立、实现民族振兴、推动共同发展的道路上肝胆相照、风雨同舟,成为南南合作的典范。首届中阿峰会的举办,标志着中阿合作论坛的深度和广度被提升到新的层次,反映了双方在新形势下加强互利合作的期盼。
当前世界进入新的动荡变革期。一方面,世界经济复苏乏力,局部冲突和动荡频发。一方面,个别西方大国推行单边主义、霸权主义,给他国和平与发展造成干扰。中阿都主张维护以国际法为基础的国际秩序和多边主义,维护发展中国家利益,捍卫发展中国家权利。同时,中阿都面临实现民族振兴、加快国家发展的历史任务。双方构建更加紧密的中阿命运共同体,有助于服务各自发展目标。首届中阿峰会的召开,可以说正当其时。
如何构建面向新时代的中阿命运共同体?峰会上,中方既提出了理念主张,也给出了行动方案。
“我们要坚持独立自主,维护共同利益”“我们要聚焦经济发展,促进合作共赢”“我们要维护地区和平,实现共同安全”“我们要加强文明交流,增进理解信任”——习主席提出的这四点主张,契合中阿加强全方位合作的现实需要,为构建面向新时代的中阿命运共同体指明了方向。
和平与安全是阿拉伯国家的突出关切。作为真诚朋友,中国始终为中东和平发挥建设性作用,从不谋求什么地缘私利,更无意去填补所谓的“权力真空”。本次峰会上,习主席强调,中方支持阿拉伯国家自主探索符合本国国情的发展道路,把前途命运牢牢掌握在自己手中。针对中东问题核心巴勒斯坦问题,习主席强调,国际社会应该坚定“两国方案”信念,中方将继续向巴方提供人道主义援助,支持巴方实施民生建设项目。这体现了中方说公道话、办公道事的一贯立场。
阿拉伯有句谚语:“语言是叶子,行动才是果实。”构建面向新时代的中阿命运共同体,双方都要有实打实的行动。本次峰会上,习主席提出,未来3到5年,中方愿同阿方一道推进“八大共同行动”。这是构建中阿命运共同体和落实《中阿全面合作规划纲要》的第一步。
从具体合作清单看,涉及支持发展、粮食安全、卫生健康、绿色创新、能源安全、文明对话、青年成才、安全稳定等8个领域。这展现出中方愿与阿拉伯国家共同发展的真诚意愿。《阿拉伯人消息报》9日发文指出,在国际格局发生重大变化、需要加强战略合作的背景下,广阔的发展前景正在等着阿中双方。
中国需要阿拉伯国家,阿拉伯国家也需要中国。构建面向新时代的中阿命运共同体,是对两千多年丝路情谊的传承,是各自实现民族振兴、加快国家发展的需要,也是这个变革大时代所需。在新蓝图指引下,中阿关系将提质升级,更好造福双方人民,为世界和平和发展贡献更大力量。
(央视新闻客户端 国际锐评评论员)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() ![]() 大发平台地图 |