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
浙江杭州余杭发布“强信心 拼经济”36条措施******
1月4日,杭州市余杭区发布36条“强信心拼经济”全力实现开门红实施意见,该36条主要包括支持企业稳岗引才、全力提振消费市场、鼓励企业增产扩能、聚力稳外贸拓市场、稳定资源要素保障等五大方面。
在支持企业引才方面,余杭区设立1亿元海外引才专项奖励资金,对相关申报单位按照最高10000元/人次的标准给予奖励;对余杭企业招用初次来杭州市就业的海外硕士及以上高层次人才,在市级补贴基础上,再按照最高10000元/人的标准给予企业用工补贴。
为提振消费市场,余杭区发布新能源汽车购车补贴。对消费者在余杭区登记注册、纳入余杭区社零统计的新能源汽车经销企业购买的新能源汽车给予补贴,其中,购车价格(不包括相关税费)在30万元(含)以上的补贴10000元;在20万元(含)—30万元的补贴6000元;在20万元以下的补贴2000元。
依照发布的36条措施,2023年度一季度在余杭区新注册外贸企业,一季度出口在100万美元及以上,每实现出口100万美元,将获得2万元奖励,最高获得奖励200万元;存量企业一季度新增出口达到500万美元、2000万美元、5000万美元及以上,且出口增速高于全区的,将分别获得奖励20万元、60万元、100万元。
余杭区鼓励倡导在余省外员工春节期间留余稳岗,对符合条件的省外员工送消费券、送温暖、送健康、送文化、送旅游、送出行、送岗位、送培训、送亲情、送保障,其中对非浙江户籍并在余缴纳社保的员工,按600元/人发放电子消费券。对2023年春节期间坚持生产的余杭区规上企业(不含国有及国有控股企业),符合条件的,按坚守岗位的外市籍参保员工每人500元的标准发放一次性留工补助。
同时,2023年春节期间,余杭区企业(不含国有及国有控股企业)租用(含合租)大巴车跨省“点对点”组织非本市户籍员工返岗,且符合补贴条件的,按包车费用的50%给予补贴,每家企业最高补贴20万元。发放民宿(农家乐)、农产品消费券,开展主题促消费活动,加大对限上社零企业的支持,加大批零住餐支持力度,开展景区“免费游”活动,加强旅游景区、宾馆饭店等宣传,开展“文艺星火赋美”等夜间演艺项目等,余杭区通过一系列举措推动提振消费市场。
在鼓励企业增产扩能方面,余杭区对2023年一季度营收达到100亿元且同比增长6%的信息软件业企业,给予1000万元奖励;对2023年一季度在库的计划总投资1亿元以上的制造业投资项目(国有公司拿地项目除外),一季度实际完成投资1亿元(含)以上的奖励100万元;支持鲲鹏企业、上市企业建立产业链供应链购销体系,加大向区内工业企业采购或委托加工产品的力度;支持企业实施技改,对设备总投资在500万元以上的在库制造业技术改造(含新建)投资项目,于2023年一季度实际发生并实现统计入库的设备投资,在现有补助政策的基础上再增加资助3个百分点。同时,加大对“小升规”企业扶持力度、开展科技成果对接、加快国高企、研发投入补助政策兑现、加强金融服务保障。
此外,余杭区还通过落实“双百双千拓市场”行动、扩大外贸主体队伍、加快出口增量提升等举措稳定外贸市场;开展“杭州余杭·全球招商季”活动、推行“拿地即开工”、加速兑现产业扶持资金等举措稳定资源要素保障。据悉,本政策措施自2023年1月1日起施行,有效期至2023年3月31日。中央和省、市现有政策及后续新出台的支持政策,一并遵照执行,同一事项按照“就高不重复”原则实施。(通讯员徐颖 谭琴 光明日报全媒体见习记者 刘习 记者 陆健)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)