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
元气淋漓 “中国历代绘画大系”泰和特展盛大开幕******
江西省委宣传部副部长黎隆武同志宣布“中国历代绘画大系”泰和特展开幕(王祺 摄)
大江网/大江新闻客户端讯 全媒体记者王琴红报道:丹青穿越时空,一展阅尽千年。1月9日,作为江西省新年伊始的重大文化盛宴之一,“盛世修典‘中国历代绘画大系’泰和特展”(以下简称“大系”泰和特展)震撼开幕。启动仪式上,浙江大学向泰和赠送了《中国历代绘画大系》图书丛书。数百件先秦汉唐、宋、元、明、清历代绘画精品的出版打样稿在“泰和文苑”集体亮相,为观众奉上了一场穿越时空的文化之旅。
浙江大学党委常委、宣传部长叶桂方向县委书记孙英剑赠送《中国历代绘画大系》图书丛书(王祺 摄)
展况
七大板块,汇聚绘画珍品300余件
“中国历代绘画大系”是一项规模浩大、纵贯历史、横跨中外的国家级重大文化工程,共编纂出版60卷226册,收录海内外263家文博机构的中国绘画藏品12405件(套),涵盖了绝大部分传世国宝级绘画珍品,是迄今为止同类出版物中藏品收录最全、图像记录最真、印制质量最精、出版规模最大的中国绘画图像文献集成。为了让社会各界人士深入了解该项目,自2021年4月至今,先后在重庆、浙江等地举办了多次各具特色的阶段性成果展,并在2022年9月底登上国博舞台。
此次泰和特展展览面积1300多平方米,分“前言”“汉唐气象”“宋韵无尽”“元气淋漓”“明丽煊耀”“清流回荡”“结语”七大板块,展出绘画珍品300余件,利用图像、文字、视频、装置艺术、新媒体科技等多元化展示手法,全面呈现“中国历代绘画大系”所反映的中国古代绘画的宏富成就,其中甄选了各朝代江西本土优秀画作高清打样稿重磅展陈,如宋代董源、明末清初八大山人、清代江西画派等“国宝级”作品,彰显中国古代绘画中江西本土绘画的灿烂历史。
观众近距离沉浸式感受千年丹青的魅力(王褀 摄)
展源
深厚的历史渊源,让“大系”在泰和“落地”
“中国历代绘画大系”成果展为何能“落地”泰和?据介绍,泰和县与浙江大学有着悠久的历史渊源和深厚的感情。1938年,为保存文脉,浙大师生举校西迁到泰和办学,并呈现了大家云集、实力日增的良好局面。其间,泰和为浙大提供了一方安定祥和的办学之地,使浙大师生得以“安心读书”;浙大给泰和撒播了科学知识和求是精神,对泰和教育的发展和人才的培养起到了巨大的推动作用,浙大的求是思想、校歌、校训也在泰和孕育成熟。虽只有短短八个月时间,却在浙大史册上、也在泰和史册上写下了光辉的一页,浙大与泰和因此结下深厚情缘。
近年来,泰和与浙大校地互访不断、交流频繁、对接密切。2020年,泰和县与浙江大学签订了《全面战略合作协议》,开创了校地合作崭新局面。2021年,泰和县与浙江大学签订了《共建乌鸡产业研究中心协议》,全面借力浙大科研力量,助推乌鸡产业发展。
不少观众全家组团来打卡(王祺 摄)
观展
一场穿越千年的艺术之约,让观众“大开眼界”
走进“大系”泰和特展,就仿佛走入了一条千年的中华文明隧道。
特展首日,虽然外面下着雨,但依然有很多市民前来观展。有的凑近画作细细观察、有的围在画作下听其中的故事,更有甚者凝视画作许久,犹如置身画中。“大开眼界”“家门口一定要看的展览”“一场穿越时空的震撼之旅”,现场观众的褒奖不绝于耳。
记者注意到,每个亲临展览现场的人,第一反应都是震撼。“全是中外文博机构藏品,这个太难得了,肯定要来开开眼界。”肖女士说,前几天在网上刷到了开展的消息,于是今天就早早地来等候。
“在家门口就能看到这样的展览,让我很惊讶,也很自豪。希望此展能够长时间,或者长久留在泰和,让更多的人能够赴一场跨越时空的艺术之约。”一位当地观众有感而发。
展望
高标准建设文化艺术中心
丹青不老,回响千年。这次“中国历代绘画大系”国家级文化瑰宝展陈泰和,成了泰和最富魅力、最吸引人、最具辨识度的“精神高地”。
据悉,泰和县将以特展为开端,高标准建设县文化艺术中心,总投资2.38亿元,建筑面积3.2万平方米。作为文化新地标,泰和将积极引入省内外高校、党校、干部学院等设置中华优秀传统文化教学基地,全力打造新型艺术空间,加快建设泰和文化高地,为泰和经济社会高质量发展提供强劲文化支撑和文化动力。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)