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
担心得罪年轻选民,又承受不住美施压,台当局在兵役问题上躲躲闪闪******
【环球时报特约记者陈立非】民进党“九合一”惨败后,兵役延长问题成了烫手山芋。一方面蔡英文当局为了2024年台湾地区领导人选举,不敢得罪年轻人;与此同时,美国施压又使兵役延长问题箭在弦上。台媒为此质问道,若兵役延长与军购都因美国的压力,这样的当局还能让民众相信吗?
“当然是政治算计”
台湾《中国时报》19日称,台“国防部长”邱国正多次表示希望兵役延长案能在12月底前公告,如今距离摊牌时刻只剩下不到两周,但政策仍未宣布。原因就在于蔡英文办公室为选举考虑,企图以拖待变。根据台“兵役法”规定,如果义务役期延长一年以内,经“行政院”公告后一年即可实施。也就是说,如果今年12月底前公告,可在2024年实施,如果今年底前未公告,明年才公告,就得等到2025年才能实施。
一名军方官员称,如果是担心对2024年选举造成冲击,“现在不宣布,明年岂不是影响更大?”而如果能赶在今年底前公布,2024年正式恢复一年兵役期,经过精算,2024年满18岁的男子多数都在念大学,第一年征到的役男仅数千人,“连1万人都不到”。报道称,台陆军规划编5个后备新训旅,现已编成步兵117、109、101这3个新训旅,会在明年做好准备。前台南县长苏焕智18日透露,他一个朋友告诉他,民进党选举大败检讨,将延长兵役议题导致年轻人不投票列为败选原因,所以现在不敢再讨论延长兵役问题,怕影响2024年选举。他痛批,如果这个消息属实,是一个非常严重的问题,民进党整个党恐怕会被台湾人看破手脚,蔡英文和赖清德应该出来讲清楚。
国民党主席朱立伦也痛批,民进党凡事都是政治算计,“兵役延长案会不会有政治算计呢?当然是政治算计”。
处理好两岸关系是根本
台“行政院长”苏贞昌18日针对兵役问题称,兵役延长案已在做最后整理,但关于防务、“外交”、两岸,这是蔡英文的职权,“行政院”会全力配合,有新做法会向民众报告。台“国防部”发言人18日称,役期调整议题所涉范围广泛,必须考虑国际及区域情势、防卫作战需求、提升台军战力及役男生涯规划等多方面因素,目前仍在以统整方式缜密研议。联合新闻网称,台军各部门目前仍在朝着不通过“立法院”修法的途径,以“恢复征兵制”、延长役期为一年进行规划,并且安排配套措施。
台军内部对于兵役延长看法不一。台“退辅会主委”冯世宽19日称,4个月的军事训练役实在太短,延长军事训练役合情合理,“的确要当一个战斗兵或者战斗人员,4个月的时间是不够的”,现在就是静待“国防部”的研究。有退役将领认为,兵役不但要延长,而且要延长到两年,延长到一年并不够。
但也有军方人士认为,现在台湾部队训练资源不足,再加上干部缺乏见识、知识、胆识情况下所形成的“部队文化”,无法吸引年轻人,军队又不愿投入扎实的训练,役期即使延长至一年,只具有心理安慰作用,既提升不了战力,又浪费了资源。该将领直言,民进党应该处理好两岸关系,这才是根本,延长役期不是解决之道。这次“九合一”选举,在野势力提出的“票选民进党,青年上战场”,使民进党全面崩盘,老百姓用选票清楚告诉民进党,他们不要战争。
蔡当局不敢违逆美方
延长兵役问题对民进党当局来说,似乎已是箭在弦上。《中国时报》19日称,如果民进党按照规划于12月底前宣布,等于承认当政多年把台海推到兵凶战危的处境,对2024年选举怎么会有利?但“役期延长是美方的要求,蔡政府咬牙也要推”。美国要台当局强化台军后备战力,蔡当局如实推动;美国要台湾增加防务预算,蔡当局照办;现在要台军恢复征兵,延长役期,“尽管对选举有影响,蔡政府也不可能违逆美方”。
所以,绿营目前就是试图把责任推到台军和马英九头上,要军方承认马当年推动募兵制是个错误。联合新闻网19日嘲讽称,当下绿营比蓝营更爱高喊“重视国防”,但是一旦出状况、抢着要自保时,台军永远不是绿营自己人,总还是要推出去挡子弹。《中国时报》19日称,马英九当局当年实施募兵制有两大背景:一是两岸关系缓和,二是役期只剩一年,等于年年在训练新兵,浪费军中资源,也浪费年轻人的时间。而且蔡英文2016年参选前推出“国防蓝皮书”,表示支持募兵制,为何直到美方要求才想恢复征兵制?文章称,美方要台积电赴美设厂,上千名工程师及家眷赴美,美国打什么算盘,绝大多数民众都看得懂,因此在11月26日举行的“九合一”选举中以选票作出回应,那就是民众不希望台湾变成战场,“选举惨败的民进党,还看不出问题出在哪里?”(环球时报)