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
2023年军队文职人员公开招考工作全面展开******
本报北京1月11日电为广泛延揽社会优秀人才为军队建设服务,中央军委政治工作部近日部署展开2023年军队文职人员公开招考工作。
考生可于2023年1月13日8:00至17日18:00期间 ,登录军队人才网进行网上报名。全军组织统一笔试将于2023年2月19日在全国各直辖市、省会城市、自治区首府和部分较大的城市同时举行 。根据计划安排 ,6月底前完成面试体检 、政治考核 、公示审批等工作 。
这次公开招考 ,贯彻落实新修订 的《中国人民解放军文职人员条例》及《军队文职人员公开招考暂行规定》等配套政策,聚焦如期实现建军一百年奋斗目标 、加快把人民军队建成世界一流军队,加大急需紧缺专业人才补充力度,将免笔试直接面试招考岗位范围由博士研究生拓展到“双一流”建设高校或者建设学科理学 、工学、医学硕士研究生,进一步提升引才质量效益;严把人才选拔标准条件 ,强化全过程监督 ,确保招考工作公平公正 、规范有序 。
(2023年军队文职人员公开招考公告见第三版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)