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
重庆丰都发挥“人才荟萃”优势 为乡村振兴注入“新力量”******
中新网重庆2月3日电(杨梦逸)新春伊始,重庆丰都县龙河镇洞庄坪村已经是一片繁忙的景象,村民们修缮农房、建造大棚,虽然辛苦,但脸上都洋溢着幸福的笑容。短短几年时间,这里如何从一个产业缺乏、年轻人流失的“空心村”实现乡村振兴?记者对此进行了探访。
“丰都县委统战部充分发挥统一战线人才荟萃、智力密集、联系广泛优势,为乡村振兴注入‘新力量’。”重庆丰都县委常委、统战部部长谭成勇说,“我们组织重庆欧美同学会青年委员会组建乡村振兴‘鸿鹄计划’团队,用三年时间全面帮扶龙河镇洞庄坪村,形成示范效应,发挥教育和人才优势,为归国留学人员参与乡村振兴探索新路径。”
2021年10月,重庆欧美同学会青年委员会会长、作家徐鹏作为调研组组长,带领委员会骨干成员来到洞庄坪村调研。初来此地,他就被这里的优美生态所吸引。但徐鹏发现村里年轻人多数外出务工、留守儿童多,仅靠捐款难以推动乡村振兴。
“洞庄坪村有山有水,如果把这些自然资源利用起来,形成产业一定能帮助这里长久振兴。”后来徐鹏又独自深入该村六次搜集资料,与调研组一起完成了三万五千字的调研报告。他认为,乡村振兴,产业和教育是关键。要在产业和教育帮扶上下真功夫、办实在事,利用当地自然资源形成产业,让村里的孩子们有更多机会和外面的世界互动,才能给乡村振兴注入源源不断的源头活水。
徐鹏联合中国致公党重庆市委会与重庆欧美同学会,发起乡村振兴“鸿鹄计划”。该计划从产业发展、美丽宜居,教育提升,文化挖掘入手,以农文旅融合发展推动一产、二产、三产有机融合,在洞庄坪村建成集以主题民宿、文化体验、乡村度假、地方美食、农耕研学等于一体的凤鸣湾田园综合体综合资源平台,通过当地农民参与生产、村集体土地入股、开发企业出资入股,形成吃住行等多点串联的乡村田野综合生态联结机制,让产业融合使其相互带动、相互促进,形成良性的、可持续发展的田园综合体产业链,全力打造山水文艺新村,推动乡村振兴可持续发展,把洞庄坪村打造成为“山水文艺新村”,乡村振兴“重庆样板”。
乡村振兴,教育先行。2021年11月,徐鹏将自己写作所得的30万元稿费捐给重庆市慈善总会作为启动资金,设立鸿鹄教育基金。在徐鹏带领下,12位海归和教育界人士也加入其中,还共同为洞庄坪村长岭小学的107名孩子捐赠设立了6万元的鸿鹄奖学金,用于学生的专项资助。截至目前,徐鹏已陆续捐出70多万元稿费注入鸿鹄教育基金,近百位留学归国人员和教育人士加入到了乡村振兴“鸿鹄计划”志愿者行列中。
“我们的志愿者大部分都是留学归国人员,他们来自各行各业,不求回报,将自己的青春奉献到乡村振兴的事业中。”徐鹏告诉记者,目前,凤鸣湾乡村振兴田园综合体第一期农耕研学基地项目已进入建设最后阶段,预计今年5月建成投用。在建设过程中,归国留学志愿者们全程参与,当地村民通过参与项目施工,也获取了收益。
“凤鸣湾乡村振兴田园综合体项目一共分三期,具体包括一期农耕研学主题示范区、二期滨河带娱乐区、三期康养休闲区。”徐鹏说,“项目投入使用后,村民将通过在该项目务工、经营农家乐等方式增加收入,吸引外出务工的年轻人返乡就业、创业,洞庄坪村将从此实现长久振兴。”(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)