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
返乡必看!春节回家应怎样做好防护,一文梳理要点******
为了能够更安全、更健康地过春节,远途出行以及返乡的人员应该提前做好哪些准备工作?返乡后,免不了要走亲访友、聚餐聚会,此时应该如何做好防护措施?来看我们对相关防护要点进行的梳理。
01
返乡前,要做好哪些准备工作?
远途出行以及返乡人员,应该提前做好这些准备工作:
要做好一些防护物资的准备,比如准备一些口罩、手消的防护用品以及干湿消毒纸巾等;
评估自身身体状况:还没有感染的,或者正在感染还没有康复的人群,不建议远途旅行;老人、孩子、慢性病患者和孕产妇等重点人群,应尽量不安排远行;
做好防疫药品准备,比如抗原检测试剂、常用药品等;
避免带症状出行:出现发热等症状时,及时进行抗原或核酸检测;感染后或症状消失前,避免乘坐公共交通工具;
合理安排出行:避免前往疫情流行水平高的地区,尽量减少聚集。提前做好出行规划,及时关注目的地疫情变化和疫情防控的政策措施,多关注交通部门的出行提示;
购票与支付应尽量选择线上方式,避免前往火车站等人员密集场所购票。
02
返乡路上,该注意什么?
春节远途出行或返乡途中,应如何做好自我防护呢?
1
公共交通出行
第一是在环境密闭、人员密集的场所,比如候机候车时,乘坐飞机、火车以及地铁、公交等公共交通工具时,要全程规范佩戴口罩。
第二是在公共场所要保持合理的社交距离,减少近距离与他人接触。
第三是要做好个人卫生,尤其是随时要关注手卫生,避免接触公共物品。
第四是不要随地吐痰,咳嗽或者打喷嚏的时候,要用纸巾或者肘部遮挡,将用过的纸巾及时丢往垃圾桶。如果接触到呼吸道分泌物的时候,要及时洗手或者进行手消毒。
第五是在外或者乘坐公共交通工具的时候,要尽量减少用餐次数,尽量错峰就餐。
第六是尽量不去人群密集、空气不流通的场所。当到景区等公共场所的时候,要遵守限量预约错峰的要求。
2
自驾车出行
此外,自驾人员也要全程做好健康防护:
做好物资准备和路线规划
自驾出行期间,要准备好一些适当的药品、防护用品,包括口罩、湿巾、手消、常见的退热药物等。要做好路线规划,尤其是要了解目的地目前疫情的情况。
旅途中关注车上人员健康状况
加强车辆通风消毒。如果旅行过程中出现一些呼吸道症状,大家不要紧张,可以用快速抗原检测试剂做检测。如果是阳性的话,可以让备用司机开车,使阳性检测者得到充足的休息和恢复,同车的其他人员要做好防护。如果有症状的人员的症状比较严重,要就近及时就医。
途经服务区或收费站时做好防护
春运期间人员会比较多,在高速公路的服务区也要戴口罩,做好防护,包括洗手,避免跟其他人更多接触,最大限度减少呼吸道感染的风险。在服务区下车休息时,减少逗留时间;到餐饮区就餐时进行手消毒;在收费站通过人工窗口缴费时,戴好口罩。
03
返乡后,我们应注意什么?
春节返乡,是一年中翘首期盼的时刻,但返乡后仍要做好防护。
1
家中防护
返乡人员回到家后,要加强自我健康监测,也要密切关注自己以及家人的健康状况。如果出现发热、干咳、乏力、咽痛等症状的时候,要及时进行抗原检测,或者根据病情来及时就医。刚回到家里的时候,要做好自我防护,尽量避免接触家里的老人或者有基础性疾病的人员。
2
走亲访友
做好个人防护:探亲访友的时候要做好个人防护,也要佩戴口罩,减少聚餐、聚会的次数,聚餐、聚会的时候要减少人数和时间。同时,建议使用公筷、公勺等;结束就餐的时候,要及时佩戴好口罩。
保持卫生习惯:勤洗手、常消毒。规律生活、充足睡眠,多喝水、多吃蔬菜水果;家里经常通风换气,定期做好清洁卫生,及时清理生产生活垃圾。
关心身边邻居:积极参与社区和乡村疫情防控,在做好个人防护的前提下主动关心关爱、探视探访邻里,为有需要的乡亲提供代买生活用品、紧急送医等力所能及的帮助,将富余的治疗药品、口罩、消毒用品等分享给急需的邻里或乡亲。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)