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。
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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
全国“公安楷模”刘亚斌:工匠精神成就信息化破案尖兵******
刘亚斌 公安部供图
中新网北京1月10日电 (记者郭超凯)一次内心的选择就是一生无悔的追求。16年警察生涯,刘亚斌长期战斗在打击犯罪的第一线,用工匠精神成就信息化破案尖兵。
刘亚斌生前任河北省沧州市公安局运河分局网安大队三级警长,在16年从警生涯中,他数次经历死亡考验,仅直面歹徒、短兵相接就达100余次,先后负伤20余次,累计参与破获各类案件1000余起,抓获犯罪嫌疑人800余名,为维护辖区治安稳定、服务经济社会发展作出了突出贡献。
2006年,在沧州职业技术学院任教3年多的刘亚斌毅然报考了警察职位。2013年,市内渤海商厦发现一枚绑在汽油桶上的定时炸弹,接到报警后,刘亚斌立即赶赴现场处置。由于商场人员集中、炸弹爆炸时间不定,他不顾个人安危,面对随时可能爆炸的炸弹,果断地用防爆毯将炸弹包裹起来,驾车转运到安全地带作进一步处理,整个案件未造成任何人员伤亡和财产损失。
“为了人民群众的利益,再苦再累我们都值得。”他是这样说的,也是这样做的。他以一颗赤子之心对群众、一片赤诚之心待事业,从点滴做起、从小事做起,同群众真正成为“一家人”。
面对日益突出的电信网络诈骗新型违法犯罪,刘亚斌认真总结电信诈骗类型及80项防范措施,通过多种形式,先后100余次为河北水利电力学院、沧州师范学院等大中院校学生和辖区群众、离退休职工,现场讲解预防电信诈骗知识,深受群众欢迎和好评。
他主动联系运河区26所小学,组织2.5万余名学生开展“我与家长一起学”互动活动,使每名学生成为防范电信诈骗犯罪的宣传员,由学生向家中父母、老人讲解电信诈骗防范知识。
刘亚斌生前常说:“破不了案对不起受害人,对不起法律,更对不起身上的警服警徽!”他始终战斗在打击犯罪、保护人民的前沿阵地,对电信网络诈骗等侵财犯罪展开凌厉攻势,坚持用证据说话,每一起案件都要办成铁案,经得起历史的检验。
刘亚斌 公安部供图
2014年初,公安部发现某网络投资诈骗团伙,犯罪嫌疑人勾结某些网络软件公司,非法开发电子交易平台软件,在互联网上虚假注册交易网站,挂靠第三方支付平台,以买卖股票、期货或者大宗商品现货交易等名义诱骗受害人投资,并通过后台程序操控交易活动,诈骗受害人大量钱财,沧州市运河区某公司具有重大作案嫌疑。
根据公安部要求,沧州市公安局成立“2014.3.20”网络投资诈骗专案组对案件进行侦办。刘亚斌具体负责案件侦办工作,经对案情进行仔细研究后,提出侦查方案,他带领案件侦办团队连续奋战3个月,做了大量细致工作。最终,工作组抓获犯罪嫌疑人75人,冻结涉案资金8400余万元,最大程度维护了受害人的权益。
参加公安工作16年来,他先后牵头研发沧州汽车租赁业管理系统和多个信息化破案技战法,形成了独树一帜的侦查思路,相继撰写、发表10多万字的案件侦破心得体会和研究文章,为攻克一个又一个重大疑难案件提供了有益参考,被誉为“铁手神探”。
2008年,刘亚斌通过对在逃系统的研究,发现由于当时信息化作战能力和历史条件制约,各地在开展网上追逃工作中,情报信息的互联互通不畅,导致很多在押服刑人员和取保候审的在逃人员迟迟难以到案,耗费大量的人力、物力、精力。
他通过比对,在全国范围内一次性比出3000多名在押或取保的逃犯,比一个中队三十年抓的人都多。省厅为此专门开展了在逃人员比对的专项行动,并将此行动常态化。
刘亚斌生前先后在派出所、刑警队、国保大队、合成作战中心和网安大队工作,无论在哪个岗位上,他都是严以修身、严以用权、严以律己,从未发生过一起违法乱纪问题。
2022年5月7日,刘亚斌突发疾病不幸牺牲。他去世后,网友在他的新闻报道中留下了1800多条留言,每一条都感人至深,每一条都催人泪下。
为政不移公仆之心、用权不谋一己之利、立身不忘做人之本。刘亚斌的一生,恰如他自己常挂在嘴边的话——“只有个人干净,才有做人的底气、做事的硬气、做警察的正气”。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)