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
(新春走基层)宁夏银川 :年宵花俏销“年味儿”浓******市民正在选购鲜花。 于晶 摄
中新网银川1月11日电(记者 于晶)随着农历春节 的临近 ,宁夏银川花卉市场也迎来销售旺季 。蝴蝶兰、杜鹃 、鸿运当头、仙客来 、君子兰......11日 ,记者在宁夏银川宁苗花卉市场看到 ,不少花卉业户都把象征“好彩头” 的年宵花摆放到了店铺显眼处,吸引了不少前来购买鲜花的市民 ,花型美观,寓意美好的年宵花量价齐升非常俏销 。置身花海中 ,已经能够感受到浓浓的“年味”了。
据宁苗花卉市场 的摊主李女士介绍 ,店里的蝴蝶兰 、大花蕙兰 ,都卖得很好 ,这些花也正值盛花期,花朵开得十分漂亮 ,价格又亲民,在市场上特别受欢迎 ,部分花语吉祥 、造型别致的盆花都已经被提前预定。同时,硕果累累 的金橘 ,平安树、发财树等一些寓意美好的绿植也深受市民喜爱。
市民张先生说 ,冬天难免让人觉得有些沉闷 ,家里放些花花草草点缀,既让人赏心悦目,又能图个好彩头,一举两得 。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编 :天天中] 阅读剩余全文() ![]() 盈彩网投资平台官网下载地图 |