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
专家探讨全球化视角下的商务区绿色发展模式******
中新网12月27日电 题:专家探讨全球化视角下的商务区绿色发展模式
中新财经记者 庞无忌
2022北京CBD国际商务季“聚焦绿色建筑,打造绿色低碳商务区”线上分论坛日前成功举办。此次论坛由北京CBD管委会主办,奥雅纳承办,聚焦全球化背景下的商务区绿色发展模式。
中国建筑节能协会副会长李德英、北京CBD管委会常务副主任牛海龙和奥雅纳东亚区主席郭家耀分别致开场词。
论坛邀请中国建筑科学研究院、清华大学、北京市城市规划设计研究院、安永会计师事务所、戴德梁行等国内外机构专家、学者与企业代表,分享绿建低碳实践经验。
论坛上,北京CBD管委会发起《绿色低碳行动倡议》,倡导全体楼宇、招商机构、企事业单位,积极参与绿色低碳建筑创建行动,主动开展绿色电力交易和碳交易,发展和完善绿色低碳企业配套服务,支持和配合节能降碳交流平台搭建,培养引进绿色低碳人才,以全新发展理念引领城市可持续发展。
针对北京CBD绿色建设与发展,北京市城市规划设计研究院城市更新规划所所长王崇烈提出CBD六大发展策略:优化用地功能混合布局,构建全时空的中央的活力区;依托轨道站点聚集资源,引导城市高密度高效率发展;完善道路微循环促慢行,绿色出行引导生产生活;多样公共空间激发活力,多维绿色空间提升碳汇;更新利用活化既有建筑,高效运营城市存量空间;推广绿色建筑有效节能,全生命周期低碳运营与维护。
清华大学节建筑节能研究中心副教授魏庆芃表示,CBD需要通过价值管理重塑商业新常态,将可持续发展标准纳入社区园区和基础设施投资和发展策略,让基础设施和设备设施的运行更加低碳、绿色、健康和宜居。
北京达实德润副总经理朱文敏建议,北京CBD在现有良好的基础上,需推动零碳建筑示范项目的发展和突破,加强零碳技术的应用和推广,将绿色低碳实践推广到区域内更多业态中。
谈及绿色金融对我国实现碳中和的助力作用,中国国际经济咨询有限公司发展战略研究院副院长祖大军表示,强有力的绿色金融对策可助力我国尽早实现双碳任务。目前我国绿色债券用于绿色建筑领域尚不足。随着国家对地产建筑领域的政策支持,绿色债券值得大家关注。
奥雅纳院士、地产科技园区及社会基础设施业务全球负责人Paul Sloman,城市土地学会华盛顿特区可持续性发展和经济绩效中心执行董事Billy Grayson就全球CBD实现净零碳排放发展策略分享时表示,城市CBD脱碳需要城市管理者、公共和企业机构的共同努力,持续提高能源效率,投资可再生能源,不断创新和优化减碳措施。
金丝雀码头集团分享了他们如何与上下游供应链、承包商及合作伙伴联动,探索出一系列的减碳方案。
圆桌对话环节中,来自戴德梁行、中国建筑科学研究院、奥雅纳、安永、北京五一视界及北京建机天润资产管理有限公司的嘉宾们主要就建筑规范的绿色可持续发展方向、城市低碳规划与管理、数字科技碳中和、绿色地产开发、楼宇绿色认证及更新改造等话题展开了探讨。
据了解,目前,北京CBD区域现有楼宇均按绿色建筑评价或LEED认证的高标准进行建设或运营,CBD中心区及金盏国际合作服务区LEED金级及以上绿色建筑认证累计32个项目超过458万平米,CBD中心区绿建认证楼宇总体量占全市近四分之一。伴随绿色低碳全球化发展,北京CBD将着力推动CBD建筑领域绿色低碳转型,为北京实现碳达峰贡献力量。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)