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
诺氟沙星冲上热搜,药监局:未成年人禁用******
近日,一张“关于XBB.1.5毒株在美国登顶,大家要囤点蒙脱石散、整肠生、诺氟沙星”的截图在网络流传,不少药物一度脱销,“未成年人禁止服用诺氟沙星”一度冲上热搜。
诺氟沙星是什么药?为什么未成年人禁止服用?家有孩子到底需要准备什么?
此前,国家药监局官网建议每个家庭都应该专门为孩子准备一个家庭药箱,尽量精简,只准备一些常用药,并且相对安全的药物。身边很多人在感冒发烧时都会自行使用抗菌药物,但发热不等于感染,更不等于细菌感染。
其实发烧只是一个症状,并不是造成疾病的原因,发烧是机体免疫机制的一部分,找到发热的原因至关重要。发热的原因很多,除了感染性外,还有结缔组织性疾病、肿瘤性、药物热。即使感染性,还包括病毒、细菌、真菌等不同病原。一般感冒多由病毒引起,药物治疗以对症治疗、缓解感冒症状为主。抗菌药物只对细菌有杀灭或抑制作用,没有细菌感染时,用抗菌药物是没效果的。感冒一开始就服用抗菌药物,不但对治疗无益,还会引起药物不良反应和细菌耐药性的产生。只有感冒后出现咳嗽频繁,伴黄稠粘痰、发热、咽疼等继发细菌感染的症状时,应到医院检查,医生会根据病情选用相应的抗菌药物进行治疗。
而且,抗菌药物的种类有很多,每一种类都有自己的特点,应该按照不同的人群、疾病、病原来适当地选用。孩子生病后,家长不能擅自使用药物,应由医生决定是否使用抗菌药物。使用抗菌药物时,尽量用窄谱抗生素而不用广谱抗生素,尽量不要联合使用。
诺氟沙星,广谱抗生素的一种,人们服用后可阻碍人体消化道内致病菌DNA旋转酶的作用,阻碍细菌DNA的复制,从而对细菌产生抑制作用。常用于细菌引起的腹泻,如肠炎、痢疾类病症,对病毒引起的腹泻是无效的。因为在急性腹泻中,多因病毒感染所导致,所以在出现腹泻症状时,一定要查明病因再服用相应的药物,切勿乱服此药。需要注意的是,诺氟沙星可阻碍骨骼的成长与发育,所以未满18岁的未成年人禁止服用诺氟沙星。
国家药监局教你备好儿童用药箱
2019年10月,国家药品监督管理局在官网发布信息,指导公众如何在家准备儿童药箱。
国家药监局建议,每个家庭都应该专门为孩子准备一个家庭药箱,尽量精简,只准备一些常用并且相对安全的药物。具体包括:
解热镇痛药
对乙酰氨基酚:常规剂量短时间服用,不良反应少;如果大剂量长期使用,有可能发生肝毒性。最小适用年龄为3个月,1岁以下幼儿用药时应遵医嘱。间隔4~6小时重复使用,每日不超过4次。
布洛芬:不良反应少,治疗儿童高热有效、持续时间长。最小适用年龄为6个月,6个月以下用药时应遵医嘱。间隔6小时重复使用,每日不超过4次。
止泻药和胃肠道调理药
蒙脱石散:“物理”止泻,可以在肠道内形成一层保护膜,可有效止泻,但使用过量会引起便秘。
口服补液盐:可用于因腹泻引起的电解质紊乱和脱水症状。
益生菌:对调理肠道菌群紊乱可以起到双向调节,不仅可以治疗腹泻,还可以缓解便秘。常用的有双歧杆菌三联活菌、枯草杆菌二联活菌、地衣芽孢杆菌活菌、布拉氏酵母菌散等,可根据孩子的情况选择合适的种类。
泻药
开塞露:主要成分为甘油,是孩子便秘时临时救急的好帮手。
乳果糖:温和的泻剂,不良反应少,但长期或大量使用,可能导致腹泻。孩子便秘一般是暂时性的,可以通过饮食进行调节,西梅汁、苹果汁、梨汁等食物中含有缓解便秘的成分,可有效改善便秘。
外用药
炉甘石洗剂:涂于瘙痒部位,可有效缓解皮肤瘙痒症状。
创可贴、碘伏:孩子有皮肤外伤时,可以用碘伏进行消毒处理;可常备防水、杀菌等种类的创可贴,根据伤口情况选择合适的创可贴使用。
其他
此外,药箱中还应该常备医用纱布、医用胶带、医用棉签、量杯和滴管、体温计等。
国家药监局同时提醒,孩子并不是缩小版的成人,因为他们的肝、肾等重要脏器功能还在发育中,并没有完全发育成熟,所以,在用药时不能将成人药“小儿减半”服用。
成年人服药后,很多药物成分不易通过血脑屏障伤害到大脑,而孩子的血脑屏障功能还没发育完全,某些药物成分会经过血脑屏障对孩子的大脑造成伤害。因此,一定要让孩子吃儿童剂型的药物,不要随便将成人药减量给孩子吃。
儿童对药物的耐受性和反应性与成人不同,成人可以用的药,对儿童可能是禁用或慎用。
喹诺酮类抗菌药、诺氟沙星等沙星类药物,可能会抑制软骨发育,18岁以下未成年人禁用。
氨基糖苷类抗生素,如庆大霉素、链霉素等,有肾脏毒性和耳毒性,儿童不宜使用。
皮质激素类药物,长期使用可能造成儿童生长迟缓,影响身高,儿童不宜使用。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)