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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

温暖回家路丨春运首日“护龙人” ：每天弯腰、蹲起上千次为运输安全保驾护航******

　　大河网讯 1月7日 ，春运首日，阳光明媚。在中国铁路郑州局集团公司郑州车辆段南五里堡客车整备场 ，一列列精检细修、整装待发 的客车像一条条绿色长龙 ，等待着开往“美丽的春天” 。繁忙 的整备场 ，穿着工装、戴着口罩的客车检车员们不停穿梭在车体间 ，他们就是——春运里 的“护龙人”。

　　每年春运 ，铁路部门都要对郑州局集团公司所有配属的旅客列车进行客车大整修，迅速修复各种不良隐患 ，并重点从防燃轴切轴、防客车火灾、防列车分离 、防制动故障、防运行品质不良、防配件脱落入手，为客车查找病灶 ，整治病害，补充营养，强壮筋骨 。

　　随着新冠疫情防控形势向好 ，企业复工复产加速 ，不少列车已重新投入使用 。郑州车辆段 是郑州局集团有限公司唯一的普速客车检修单位 ，担负着67列1139辆图定列车车辆 的日常检查 、故障处理和技术保养等繁重任务，确保这些即将“开往春天” 的列车行车安全 。根据测算，这个段除保证图定客车正常开行外，还需编组临客车底29组526辆 。

　　为此 ，春运期间，这个段紧密围绕客车车体运用实际，科学调配检修计划，实施车辆检修定人、定责、定标 的管理制度 ，统一车辆整修标准 ，对图定客车和临客列车进行全面整备 。

　　李俊，郑州车辆段库检车间青年突击队检车员，作为一名“00后” ，李俊的主要工作就是对进入客整所 的客车车体进行逐辆检查，确保车辆各部件状态良好 。今年 是他经历 的第二个春运，1月7日 ，李俊正在检查一列209P转向架型号 的车体 ，他左胸前挎着的一台对讲机不断传出指令，右手提着一把点检锤 ，木质的锤把已乌黑锃亮 ，尖尖的锤头也已经被磨圆。

　　李俊熟练地探入车底，脑袋探进侧架内侧，提起点检锤“滴滴答答”地敲击着转向架摇枕 ，静静地辨识着金属撞击 的声音，整个过程不停地变换姿势，眼睛像鹰一样巡查着每一个部件。通过眼看 、耳听、手拉、指摸等方式 ，找出列车的“病因”，及时修正。

　　李俊说：“在定岗前，师傅告诉我这种车型检查重点主要在车体下部组件，需要仔细敲击部件，听音辨别部件是否存在问题 ，如遇问题部件要及时处理 ，并再次确认修复后的部件状态良好 。尤其是春运期间，列车疲劳运行更易引发各种不良隐患 ，作为检车员更应该严格按照标准 ，做到精检细修 。”

　　不一会 ，李俊从车底钻出 ，嘴里默念一句：“敲击声音未见异常，该车状态良好 。”接着向下一辆车走去 。因行车安全需要 ，客车车体检查作业都是在露天场所开展 ，场内没有树木 、没有任何可以遮挡的设施。春运期间，室外温度最低将达到零下10摄氏度 。检车员长时间的室外作业 ，每天行走的步数通常在两三万步，用检点锤敲击 的次数达到上万次 ，弯腰、蹲起的次数多达上千次 。

　　据了解，郑州车辆段以客车电采暖系统、制动系统检查整治为重点 ，紧盯关键补强短板。在客整场库停期间 ，组织作业班组对易冻覆冰部位和制动系统供风管路实施全面防寒检查 ，对车内空调 、伴热装置等重要设施逐一检查 。针对近期气温骤降 的实际 ，组织作业人员及时供电供暖，为夜间停放 的客车保暖驱寒 ，确保次日安全出库 、上线良好运行。

　　围绕春运客车安全 ，突出大部件脱落、防溜等安全关键，开展安全隐患排查整治，加大对关键岗位、关键作业、关键部位的检查盯控力度，在全面做好列车转向架 、塞拉门 、车内服务设施等关键部位日常巡检 的基础上 ，重点对车上车下 的供水管路和用水设施进行全面平推检查 。

　　春运期间 ，这个段结合春运开行方案 ，提高作业人员的应急处置能力 ，从严从细做好应急故障 的判断和处置 ，为假期运输安全保驾护航。（记者 祝传鹏 通讯员 刘雨）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）