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
(新春走基层)24年春运里的坚守:以小家“咫尺天涯”换万家团圆******
中新网温州1月18日电(黄慧 范凡)又是一年春运时。近些天,人潮涌动中,不计其数的游子带着对家乡浓浓的思念,踏上归家的旅途。但对浙江温州站客运值班员王燕波而言,为了守护万家团圆,她与“近在咫尺”的家却是“远隔天涯”。
今年春运是王燕波加入浙江交通集团金温铁道公司后的第24个春运。作为土生土长的温州人,过去的24年春运期间,她一年不落地坚守在岗位上。
回忆这些年的春运历程,其中包含万般滋味,有为候车早产孕妇接生的紧急,有在寒潮来袭时通宵值守维持秩序的艰辛……多次考验之下,王燕波也逐渐成长为一名业务精通、细致周全的春运守护人。
“列车马上就要检票了,请旅客们排好队。持儿童票、临时身份证的,请走人工通道……”1月17日6时30分,温州站检票口传来王燕波熟悉却又略带沙哑的声音。随着返乡客流高峰到来,她都会在车票开检前5分钟,穿梭在排队的人群里,提醒检票注意事项,确保大客流能快速进站上车。
作为客运值班员,她的主要工作就是负责班组工作安排、旅客候车引导、处置突发情况等。多年的春运经历,让她不仅能顺利化解一切“疑难杂症”,在工作中还总是多想一步、多走一步、多说一句,做旅客“暖心人”。
6时55分,候车厅准时响起K2906次列车的停检广播,乘坐K944次列车的旅客们立马蜂拥而上,将应急检票通道堵得水泄不通。“2906还有一个!还有一个!”这时,对讲机传来安检口的呼叫。
“大家请让一让,把应急验票通道让出来!”“行李往边上挪一挪!”王燕波立即开始清理应急通道,确保晚到的旅客能顺利上车。“早上这两趟车是接连检票,而且K944次客流比较大,K2906次停检这一会,应急通道就会被K944次的大客流堵住,所以通道清理很重要,每一秒都是关键。”
王燕波说,“春运如同‘赛场’,需要争分夺秒地守护好旅客出行之路。”在她口袋常装的小本子上,记录着每天开行的车次和人数,重点标注出大客流列车,根据客流灵活调整开检时间。除了类似K2906次、K944次列车需要短时间内组织大客流上车外,她还用贴心服务温暖着旅客出行。
某一次,王燕波接到一名年迈老人的求助,老人独自返乡,买不到铺位,她迅速联系列车长,并送老人上车,为老人办理补票手续。由于老人携带现金不够,使用的又是老年机,她毫不犹豫地垫付了补票费用。
春运期间,王燕波总会“扎”进候车室,举起喇叭,提醒旅客正在检票的车次和做好防疫措施。工作空档,她也会拿着喇叭去广场引导,提前组织旅客进站上车,缓解高峰压力。一天下来,她平均行走超两万步,说上千句话。
王燕波还有着另一个身份——温州站客运党支部委员。同事们都习惯称呼她为“波姐”,因为她就像知心姐姐那般温暖着身边的每一个人。
“波姐,挺不好意思的,现在春运大客流,但我父亲肺炎住院,老婆也感染了,小孩没人照顾,我能不能申请年休?”刚升级当爸爸的客运员兰福熠纠结了很久,还是拨通了王燕波的电话,语气中尽是无奈。
“你放心照顾家里,工作的事,别担心。”挂上电话,王燕波就开始忙着人员排班,可怎么排都还差一个自助设备引导员。
正当她愁眉不展时,处于高中寒假期间的儿子自告奋勇说:“要不我去当志愿者吧,暑运的时候你们教过我如何使用自助设备。”就这样,人员问题解决了。值岗当天,王燕波早早带着儿子到站,开展岗前培训后才放心去忙自己的事。看着儿子淹没在人海,王燕波担忧之余,眼底尽是欣慰。
春运期间,大家常常一忙就忘了吃饭。王燕波只要得闲,就替岗各个岗位,安排班组人员轮流吃饭,而她自己的午饭断断续续到下午两点多才吃完。她开玩笑道:“这是健康饮食,少食多餐。”
夜幕降临,最后一趟列车作业完毕后,王燕波终于脱下已被汗水打湿的防护服,踏上去往医院的路。谁也想不到,每天最早到岗、最晚下班,照顾到每一个人的王燕波,其实一直都在单位和医院两头跑,照顾因肺炎住院已八十多岁高龄的父亲。
在金温铁道公司,还有许许多多个“波姐”。她们提前到岗、延迟下班,加班加点只为确保旅客运输平安;她们舍弃小家,和同事们并肩作战,坚守一线,只为守护万家团圆。(完)