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
数说山西政协五年“成绩单”:社会、经济建设类提案超八成******
中新网太原1月12日电 (记者 李庭耀)政协委员、政协各参加单位和政协各专门委员会共提出提案5677件,经审查,立案4838件,立案率为85%。截至目前,山西省委、省政府及各提案承办单位对交付的4838件提案按规定要求全部予以办复,委员满意率在98%以上……12日,山西省政协十三届一次会议正在进行,记者获悉,过去五年,山西省政协的社会、经济建设类提案占比超八成。
受政协第十二届山西省委员会常务委员会委托,山西省政协十三届一次会议主席团常务主席、第一次全体会议执行主席席小军向大会报告过去五年提案工作情况。他表示,总体来看,十二届山西省政协提案,数量稳步增加、质量不断提高,反映内容聚焦中心工作,意见建议关乎民生期盼,着力点契合党委政府工作部署,充分表达了社会各界的愿望和呼声。
过去五年,山西省政协经济建设类提案1941件,占40.12%。内容主要涉及深化供给侧结构性改革、太忻一体化经济区建设、推进“两个转型”、推动能源领域“五个一体化”、构建现代产业体系、促进民营经济发展等方面。
其中,关于推进钢铁产业链供应链优化升级、建设智能制造高新技术产业基地、优化重点项目投资结构等建议,为推动转型综改发挥了作用。关于实施供给侧结构性改革、深化国资国企改革、支持小微企业纾困发展等建议,为促进经济高质量发展献计献策。关于推动煤炭“减”“优”“绿”、优化转型产业布局、推进先进轨道交通装备和煤机智能制造产业发展等建议,在编制该省“十四五”规划中予以采纳。
政治建设类提案178件,占3.68%。内容主要涉及发挥统一战线作用、推进法治山西建设、贯彻总体国家安全观、优化营商环境、强化基层党组织建设等方面。
其中,关于提升多党合作制度效能、铸牢中华民族共同体意识等建议,为巩固和发展爱国统一战线发挥了积极作用。关于发展新时代“枫桥经验”、推进党群服务中心建设等建议,为提高基层治理能力发挥了作用。关于推进政务数据共享、完善民营企业诉求维权机制等建议,为优化营商环境提供了参考。
文化建设类提案386件,占7.98%。内容涉及培育和践行社会主义核心价值观、传承中华优秀传统文化、建设文化强省、推动文旅深度融合发展等方面。
其中,关于加强革命遗址保护、党史教育基地建设等建议,为山西省红色旅游资源开发、精神文明建设发挥了建设性作用。
社会建设类提案2095件,占43.3%。内容涉及打赢脱贫攻坚战、完善疫情防控机制、养老服务体系建设、推进“双减”政策落实等方面。
其中,关于实施农村干部学历提升工程、实施公费农科生定向培养、培育新型农业经营主体、推广农业生产托管服务模式等建议,在山西省太行山区、吕梁山区迈上小康社会中发挥了作用。关于深化医保支付方式改革、加强义务教育资源均衡配置、完善三孩生育配套措施、推进养老服务体系建设等建议,为健全完善社会保障体系贡献了智慧。
生态文明建设类提案238件,占4.92%。内容涉及践行“两山”理论、污染防治综合治理、推动绿色低碳发展等方面。
其中,关于加强建筑废弃物资源化利用、推进环境保护网格化监管、加快新能源汽车推广等建议,为打好污染防治攻坚战起到了促进作用。关于推动黄河流域生态保护和高质量发展、推进国土绿化、统筹林草植被保护修复等建议,为山西省生态保护工程有力推进贡献政协力量。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)