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
绿营要删候选人“学历”一栏,岛内痛批:实在无耻******
【环球时报特约记者 程东】台“行政院”日前通过“选举罢免法”修正草案,即“排黑条款”。民进党“立委”趁机也提出修法版本,主张删除选举公报中的“学历”一栏。岛内舆论大骂,民进党此举实在无耻。
据台湾《中国时报》21日报道,民进党“立委”钟佳滨、蔡适应、何志伟提出的“排黑修法”草案,共有24名联署人,都是民进党“立委”。提案中,他们主张把“选罢法”第47条原本规定选举公报要列出候选人学历的“学历”二字删除,即选举公报未来不用列学历。提案说明称,“参选人之学历与其是否足以代表人民意志,并无一定关联性,选举公报实不应强制要求揭露候选人学历”。钟佳滨声称,上世纪80年代各项选举有不同教育程度的要求,候选人必须具备同等教育程度资格,但现在不再以学历作为候选人的参选资格,选举公报上“学历”一栏的意义不存在。台“立法院”程序委员会讨论时,国民党党团总召集人曾铭宗认为“把学历删掉非常奇怪”,提议暂缓列案,最后该案暂时不进入修法审查阶段。
“立委”李德维痛批,民进党口口声声说要对抗“黑金”,要修“排黑条款”,结果搞了半天原来是要修这个,尤其主提案人还有之前被撤销博士学位的蔡适应,“已到无耻的地步”。国民党主席朱立伦21日批评称,民进党论文被撤销的“立委”,提案希望选举公报不写学历,民主社会怎么会这样做?台北市议员王鸿薇称,这真的是大笑话,选举公报就是要提供更多信息给选民参考,选民本来就有知情的权利,结果因为少数人用假学历、洗学历,就要把学历栏删除。她呼吁民进党政客悬崖勒马,若有人有洗学历的问题,应该深入检讨、改过、反省,而不是用这样的方式羞辱选民。台北市议员徐巧芯21日嘲讽说,“蔡适应怎么好意思自己提案,做人总有一点羞耻心吧”,这就是民进党的检讨吗?真的很到位,真的笑死人。
21日,国民党“立委”林为洲提议修法明定“假论文被判定确定的,终身不得参选”。有酒驾肇事记录者也终身不得参选。他说,前新竹市长林智坚、桃园市长郑文灿以及蔡适应等都被判定论文抄袭,抄袭造假和“黑金”一样严重。脸书粉专“政客爽”呛声道,绿营一堆候选人被爆论文抄袭,解决方法竟是未来都不写学历,笑死,“这款执政党还能期待什么?”
《联合报》21日评论称,稍有见识的人都理解,学历和能力不会画上等号,选举公报包括照片、政见、姓名、学经历等仅是信息披露,选民不一定会因为候选人是否为硕士博士就改变投票,但是一名有没有抄袭、学位是否如实都不敢保证的候选人,如何让人放心能授予公职权柄?文章称,蔡适应等人端出与反黑不相干的无理修法,包裹在“排黑”的案由下,这是虚心检讨执政错误,还是急着为下次选举铺路?“究竟是为公,还是为私?恐已写下最糟糕的示范”。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)