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
北京市政协委员建言历史文化名城保护 :注重赓续“京味文化”******
中新网北京1月18日电 (记者 杜燕)作为首批国家历史文化名城,40年间,北京努力探索历史文化名城保护。北京市政协十四届一次会议上,委员们围绕赓续“京味文化”、守护精神家园建言北京历史文化名城保护。
来自教育界别的北京市政协委员、中国戏曲学院院长尹晓东谈到,目前,中轴线申遗进入最后冲刺阶段,2023年2月将正式提交申遗文本。申遗的过程,应该成为向世界讲好中国故事、传播好中国声音的过程。而以昆曲、京剧为代表的非物质文化遗产,没有得到充分的挖掘和很好的彰显。
他建议,在北京中轴线申遗过程中阐发更多的非物质文化遗产元素,讲述由线到面的建筑群和城市生活空间与文化传承发展的故事,讲述文化遗产与中国人精神文化生活之间的关系,讲述非物质文化对城市生活的滋养,以此突出昆曲、京剧两个人类非物质文化遗产诞生和传承发展与中轴线之间的独特关系。
他认为,要通过中轴线申遗,讲好中国人对待民族优秀传统文化进行守正创新的文化追求,讲好对传统文化进行创造性转化、创新性发展的故事,传递好古今辉映、文明互鉴的声音。
来自文艺界别的北京市政协委员、北京京剧院领衔主演杜镇杰认为,传承非遗文化守护精神家园从非遗传承保护的高度出发,更加全面地巩固和发展“京味文化”。京味文化不是片面单一的,它是一个内涵丰富、包罗万象的综合体,是由京剧、相声、鼓曲,胡同、美食、古迹等一个个具象概念组成。
他还建议加大对非遗文化创意和文化科技创新工作的鼓励引导和政策支持。中国有着五千年悠久历史,目前对基于传统文化的核心创意及其与科技融合创新的支持还不够,还没有把文化科技人才、文化市场人才的积极性和创造力充分激发出来。因此,希望有关部门鼓励更多有识之士,尤其要鼓励青年人才从事传统非遗文化的研究与探索,努力使非遗文化融入百姓生活,给人们带来愉悦身心、寓教于乐的感受等方面贡献智慧、增添力量、创造价值。
“我们生活在北京这座城市,人们动不动就讲‘老北京’,‘老北京’不是说它岁数大了、年头长了,而是指有文化积淀。”来自民盟界别的北京市政协委员、中华文学基金会副秘书长王勇强建议,在旧城改造中,应注重赓续京味传统文化。
他关注到,许多腾退下来的文物建筑大都变成了小博物馆,发展比较受限。建议深入挖掘已经整治过的街巷、文物建筑历史,使历史传承与地域民俗文化、人文构思相结合,找出突破点,逐步调整,做好规划,使每一个文物建筑不但具有历史文化内涵,而且更加具备文物特性、个性和活力。
北京房山琉璃河西周燕都遗址出土文物。 北京市文物局供图来自文艺界别的北京市政协委员、北京北京语言大学教授方铭谈到,北京保有全国最大规模的古典建筑群,建议对北京地区迄今为止发现最早的古城遗址——房山琉璃河西周燕都遗址进行适当复原,以体现北京作为华夏文明重要节点的意义。
在他看来,历史文化名城建设绝不仅限于对有形遗迹的保护,还应包括对传统文化的保护和传承。孔子创立的儒家学说以及在此基础上发展起来的儒家思想,对中华文明产生了深刻影响,是中国传统文化的重要组成部分。建议北京在历史文化名城保护中,保护北京孔庙和国子监,加强市民的伦理文化建设,从小教育孩子们学会与人相处的礼节和言谈举止,培养仁义礼智信、温良恭俭让之德。
《北京市“十四五”时期历史文化名城保护发展规划》指出,要统筹做好历史文化名城的保护利用传承,构建涵盖老城、中心城区、市域和京津冀的历史文化名城保护体系,实现市域保护全覆盖,应保尽保不漏项,推动优秀传统文化创造性转化、创新性发展。按照老城不能再拆的要求,以中轴线申遗保护为抓手推进老城整体保护与复兴,建设三山五园地区国家历史文化传承典范地区,统筹推进大运河文化带、长城文化带、西山永定河文化带建设,创新历史文化遗产保护利用,构建历史文化名城保护治理体系,精心保护好北京历史文化这张“金名片”,凸显北京历史文化整体价值。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |