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
春节长假,港澳游整体回暖******
【环球时报综合报道】内地与香港免检疫通关后第一个农历春节长假结束,赴港澳的旅游项目在春节期间整体气氛有所回暖。
根据香港入境处的统计数字,从年三十(1月21日)至初四(1月25日),香港各口岸共有41.7万多人次入境,其中内地旅客6.6万人次,占总入境人次约16%。内地访港旅客入境高峰出现在初三,共有1.6万多人次抵港,当天经高铁西九龙口岸入境人次最多。
5天农历春节长假期间,香港总出境人次54.2万,其中香港居民出境45.3万人次,占总出境人次约84%。港人外游高峰是在除夕,有超过10万人次出境,当天最多人经落马洲支线管制站离境,其次是机场。
连日来,香港尖沙咀广东道成为旅客购物热点,不少内地游客拖着多个行李箱来港消费,部分名店需要排队进入。有内地游客表示,过去3年因疫情关系,较少购物,这次来港将尽情消费;在家过完年就立即买车票来港,主要购买化妆品、护肤品、手袋和婴儿用品。香港旅游业议会主席徐王美伦称,受惠于通关,尖沙咀一些名店及珠宝店生意上升,当中有30%来自内地游客,市道开始复苏。她说,由于航空公司和人手等配套未准备好,估计到明年,旅游业才能恢复到疫情前的水平。
另据港媒1月29日报道, 香港旅游界立法会议员姚柏良在一个电视节目中表示,两地实施免检疫通关后,业界整体气氛好转,但农历春节期间内地访港人数仍不及疫情前的每天10多万人次,核酸检测仍是旅客最大考虑。他呼吁特区政府尽快与内地商讨取消核酸检测及开放旅行团。
据《澳门日报》1月29日报道,澳门特区政府28日公布本月21日至27日入境旅客统计数据,结果显示7天共有45.1万人次访澳,日均6.44万人次,同比上升297%。其中,内地旅客共有26.47万人次,同比增长149.7%;香港旅客共16.47万人次,按年上升2601.8%。
澳门旅游局局长文绮华表示,春节期间旅客量超乎预期,日均入境旅客超过6.4万人次,比当局之前估计的4.7万人次多,主要原因是香港旅客大增,但暂时未能估算春节期间增加的旅游经济效益,需视入境人数等不同方面的情况。澳门旅游业议会会长胡景光称业界喜出望外,从数据可以看到,港客占比约三成,比例比以往有所增加,相信是有赖澳门特区政府在1月8日放宽通关措施后,实时针对香港市场进行大量宣传推广,并推出优惠。他说,元宵节过后直至五一黄金周前夕,向来是旅游业传统淡季。接下来须持续加强对香港市场的宣传,如在现有交通、消费等优惠基础上叠加推出住宿优惠,持续吸引港客访澳。(杨伟民)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)