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
文化观察:浙皖闽赣掀省际文化交流热潮******
(新春走基层)文化观察:浙皖闽赣掀省际文化交流热潮
中新网衢州1月18日电 (记者 张斌)随着疫情防控政策优化,省际密切交流逐渐频繁。1月中旬,浙江省衢州市举办了一场跨越浙江、安徽、江西、福建四省的四省边际城市群文化交流活动,掀起了一场全方位的省际文化交流热潮。
“近年来,王希孟的青绿山水《千里江山图》成为文化热点,而两宋之交的衢州画家江参也创作了一幅水墨山水长卷《千里江山图》,同样是传世佳作,收藏在台北故宫博物院。”衢州市文联副主席戴郑娇表示,上承传统、下接时代,这让衢州有了创作《新千里江山图》的策划和构想,一方面可以用艺术的方式表现生态文明发展的科学思想,另一方面也可以推动衢州、黄山两地书画交流,共同将两地的壮丽山水、繁华富庶的社会民情创作成书画长卷,讴歌新时代。
日前,衢州黄山《新千里江山图》创作研讨会在安徽省黄山市召开。会上,衢州、黄山两地书画家共同探讨联合创作《新千里江山图》的可行性方案和具体思路。
“衢黄两地探讨联合创作《新千里江山图》是一件文化盛事,也是一种非常好的文化交流形式。”黄山市书画家胡慧表示,创作《新千里江山图》要在选材上注重突出衢州、黄山本地特色;在呈现方式上,可采用分主题拼接,也可以是长卷。“新安江是钱塘江北源,衢江是钱塘江南源;我们有黄山,衢州有三衢山、江郎山,两地山水相连,文脉相通,天然具有合作《新千里江山图》基础和优势。”
据悉,《新千里江山图》创作研讨会是四省边际城市群文化交流活动的第一站。在江西省景德镇市、上饶市,福建省南平市,相关活动接连举行。
“景德镇一直非常注重追求非遗与文旅的广泛融合,深度融合,‘活态’融合。”在江西省景德镇市举行的衢州——景德镇“儒学文化礼遇陶瓷艺术”沙龙交流、签约活动期间,景德镇市陶瓷文化遗产研究保护中心主任周荣林说。
浙江衢州。 许军 摄活动期间,两地代表围绕陶瓷产业发展和合作深入交流。两地还签署陶瓷产业发展合作协议,为衢州南孔文化与景德镇陶瓷艺术的合作奠定基石。
“中国古典哲学中蕴含着丰富的生态伦理思想、美学思想,对景德镇传统陶瓷艺术产生了巨大的影响力。”大国工匠、中国工艺美术大师曹爱勤表示,衢州是南孔圣地,有着丰富的儒家思想和历史人文资源,将这些与陶瓷设计结合起来,将有着非常广阔的艺术空间可以开拓。
此外,在江西上饶,由衢州市委宣传部、上饶市委宣传部主办的乡村振兴、衢饶共享“百名作家进百村”大型主题采风活动吸引来自浙江省衢州市、安徽省黄山市、江西省上饶市、福建省南平市四地作协的100位作家、诗人,走进上饶的100个村现场采风,希望共同展示乡村蝶变面貌,讴歌时代精神。
在福建南平,衢州南孔文化则与南平朱子文化深入“对话”。据悉,南平是朱子理学的发源地,被誉为“闽邦邹鲁,道南理窟”。衢州是南孔圣地。两地都在传承和弘扬儒学文化方面留下了浓墨重彩的一笔。1月14日,南孔爷爷、朱子爷爷文化IP联名表情包正式上线,南孔文化、朱子文化学术交流会等活动轮番登场,为两地市民献上了一场南孔文化对话朱子文化的人文盛宴。
“在这些可爱的表情包里,南孔爷爷、朱子爷爷不再是高高在上的圣人,而是幽默诙谐、勤劳阳光、开心生活的普通人,这无形中拉近了传统文化与市民的距离。”南孔爷爷IP创始人徐明说,希望能让更多的人了解中国的优秀传统文化。
“衢州、南平地缘相接,文脉相连,推动南孔文化、朱子文化创新性发展、创造性转化,还有着非常大的合作空间。”南平市朱子文化办公室常务副主任陈育进说。
衢州市委宣传部相关负责人表示,四省边际城市群文化交流活动一方面是为了加强四省边际各地市走访交流,积极探索衢黄南饶四地文化交流合作机制,另一方面是为了推动打造四省边际文化文明桥头堡,做强自身,服务周边。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |