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
“务工大军”返粤开工******
中新社广州1月30日电 (记者 程景伟)春节过后,中国第一经济大省——广东迎来异地务工人员返岗高峰。
“稳就业促发展——桂籍务工人员入粤返岗免费专列”载着544名广西籍务工人员,于1月30日16时34分抵达广州南站。广东省政府有关负责人到高铁站站台迎接。
“我在广东工作15年来,给家里带来了不少变化,日子一天比一天好。新房子修了两层,也买了小车。”返回广州上班的韦先生,来自广西柳州市柳江区三都镇。他表示,今年将努力提升技能,争取升职加薪。
连日来,广州南站人潮汹涌。多趟高铁专列将大量的外省务工人员陆续接回广东。“现在厂里订单多了,我就想赶紧回来开工挣钱,给儿子多挣点奶粉钱。”来自广西桂林的段先生,已于1月29日乘坐专列抵达广州,回到广州市白云区一家电子零部件生产企业工作。
据介绍,广东省人力资源和社会保障部门计划春节后直接组织返岗专列14趟,专车380班次,包机3趟,“点对点”组织外省务工人员入粤返岗2.5万人。目前,已通过专列共帮助1800余名务工人员及时入粤返岗就业,示范带动各地和企业加大组织对接力度,帮助务工人员便捷返岗、快速就业。
广东是中国第一用工大省。据广东省人力资源和社会保障厅监测,广东的外省务工人员约2300万,约占全国的1/3。今年春节前,外省务工人员返乡率约75%。随着春节假期结束,广东各地企业相继开工,用工需求迅速回暖。
广东多措并举,全力保障企业节后用工需求。去年以来,广东拿出830亿元人民币,引导企业将员工稳在广东、稳在企业、稳在岗位。
同时,广东着力下好企业用工保障“先手棋”,强化“逆向招工”。春节前,该省就组团到劳务协作省份现场招聘、预订员工,截至目前已组织线上线下招聘对接活动800多场。此外,广东鼓励有条件的地方,对春节期间保供等重点企业给予留工补贴、交通补助。
目前,广东整体的员工返岗率达到一半以上,基本回到新冠疫情前同期水平。
广东近日召开全省高质量发展大会,一大批重大项目、重大工程在全省各地先后动工,预计近期会有力地拉升用工需求。
“广东的制造业用工需求会进一步上升,尤其是对熟练技能人才的需求会增多。”广东省就业服务管理局局长夏义兵称,据监测,春节后该省人力资源市场岗位供求缺口约50万人。
据介绍,广东将依托东西部协作、对口支援等劳务协作机制,“点对点”定向开展劳动力资源开发利用,加强劳务协作、保障企业用工。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)