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
新时代新征程要加强国际传播能力建设******
本期光明网理论学术动态导读关注国际传播、县域发展、长江经济带高质量发展、文化数字化等话题,欢迎网友踊跃参与讨论。
【程曼丽、赵丽芳:新时代新征程要加强国际传播能力建设】
中央民族大学新闻与传播学院教授程曼丽、赵丽芳认为,新时代新征程,要加强国际传播能力建设,不断增强中华文明传播力影响力,以切实的举措推动中华文化更好走向世界。加强国际传播能力建设,要围绕中华文化深耕细作,把中华优秀传统文化的精神标识和中华优秀传统文化中具有当代价值、世界意义的文化精髓提炼出来、展示出来,坚定文化自信,坚守中华文化立场,积极推动中华文化走出去;要构建具有鲜明中国特色的战略传播体系,打造具有国际影响力的媒体集群,重视发挥高层次专家在重要国际会议论坛、外国主流媒体等平台和渠道发声的作用,重视发挥海外华人、海外中资企业、国际友人等在国际传播中的作用;要用好国际化传播平台,积极运用5G等信息技术开展新闻传播实践,加快移动端传播平台建设,创新短视频、微视频、云直播、语音播报等多元信息发布形式,研究掌握传播平台的发展趋势,打造更多受众喜闻乐见的沉浸式、互动式新闻产品。
摘编自《人民日报》
【盛誉、黄凯南:在乡村振兴背景下落实县域发展的重点任务】
北京大学现代农学院教授盛誉、山东大学县域发展研究院院长黄凯南指出,当前在乡村振兴背景下,县域发展面临着对农业的关注度不足、农业内部分工不足导致农民增收难、缺乏将农业现代化与现代生物、数字技术有机结合的意识和能力等方面的挑战。要在乡村振兴战略的视角下推动县域经济发展,一方面要保障口粮绝对安全与主要农产品自主可控,建立支持农业生产、适应农村转型和兼顾城乡统筹发展的发展战略,以工促农带动农食系统逐步完成高效高质绿色方向转型。另一方面要以县城为核心构建多维度的市场机制,逐步缩小县乡和县城之间的收入和社会福利差异,提升资本和劳动在城乡间和农业内部的配置效率,实现全民共同富裕。同时要创建绿色农业发展方案,重视自然资源经济价值评估和生态补偿机制建设,提高绿色生态农业、可再生农业等在县域农业发展中的比重,加强农业数字化转型建设,提升县域发展的可持续性。
摘编自《光明日报》
【范恒山:区域协同联动推动长江经济带高质量发展】
北京市习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特约研究员范恒山指出,长江经济带作为流域经济是一个整体,需立足于区域协同联动,推动长江经济带高质量发展。具体而言,一是要加强产业规划对接,建立产业规划统筹协调机制,强化区域产业规划沟通协商,突出各地发展规划的针对性和独特性。二是要进一步清理和破除妨碍资源要素顺畅流动、有效配置的规定与做法,打破地方保护和市场分割,进一步优化营商环境,推动创新资源要素顺畅流动。三是要进一步完善省际间产业转移统筹协调机制,因地制宜创新合作模式和管理方式,促进区域间产业转移与承接。四是长江经济带各地区应积极整合创新资源,立足于比较优势,通过强化分工和密切协作推动传统产业改造升级,打造一批战略性新兴产业基地,延伸和完善产业链布局。五是要打破数字壁垒,推进区域信息枢纽港建设,推动数据赋能全产业链协同转型,建设一体化数字支撑平台。
摘编自《经济日报》
【解学芳、臧志彭:文化数字化是推动文化产业高质量发展的内在要求】
同济大学人文学院长聘特聘教授解学芳、华东政法大学传播学院“经天学者”特聘教授臧志彭指出,文化数字化是建设文化强国的重要抓手,是推动文化产业高质量发展的内在要求。实施国家文化数字化战略是推动公共文化数字化、文化产业数字化与文化消费数字化的系统工程,需要通过完善三大路径深化文化与科技的融合。首先要夯实文化数字化新基建,推动文化资源全域整合与数字化转化,加快建设可信数据流通环境,培育数据要素市场,打造可体验、可沉浸、可感触的活态文化产品,让文化产品更加多元。其次要统筹文化大数据平台,着力推进公共文化资源全域化、全形态的数字化整合,加快公共文化数字资源数据库建设,增强公共文化数字内容展示与供给能力,让公共文化服务更加普惠。再者要发展文化数字化消费场景,丰富“上云用数赋智”等要素在文化消费场景的应用,助推智媒体、云游戏、智慧文旅等新业态,以及“大屏”和“小屏”无缝切换等新消费场景的高质量发展,加快培育用户的数字文化消费习惯,让文化体验更加丰富。
摘编自《中国社会科学报》
(光明网记者徐倩阳整理)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)