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
二十大代表风采|李闯:从“倒数第一”到“特战之王”的逆袭******
中新网北京10月14日电 题:李闯:从“倒数第一”到“特战之王”的逆袭
记者 李纯
武警河北总队某部大队长李闯的个人经历很像电视剧《士兵突击》里的许三多,他新兵下连时5公里跑倒数第一,14年后却带队在国际特种兵比武中获得总冠军。如何有此转变?用他自己的话说就是:“从穿上军装那一刻起,我就抱定一个信念:认真做好每一件事,量的积累必会有质的飞跃。”
李闯进行专业学习。 江腾 摄曾经的倒数第一
刚分到特勤中队时,李闯不仅身体瘦弱,身体素质也是最差的那个。时隔多年,他依然记得那个下午,那次来队之后第一个5公里长跑测试,虽然拼尽了全力,但他还是落在队伍后面,跑了倒数第一。
从那时起,训练场上就多了一个“疯子”。练体能,他穿着沙背心长跑10公里,后背磨出了血;练攀登、索降,手臂、迎面骨划伤10余处,他依然坚持完成所有课目;练射击,为提高射击的速度和精度,他每天坚持闭目出枪1000次以上,挂水壶据枪两个小时。一年的艰苦超压训练,李闯脱颖而出,成了班里首屈一指的特战尖兵。
入伍19年,“苦练制胜本领,争做特战标兵”始终是李闯激励自己的目标。除完成规定训练任务外,他另外给自己制定了加训内容:早上提前起床,小腿绑上6公斤的沙袋做100个收腹跳,5组100米往返跑、100米蛙跳,然后再随中队出操;上午与中队一起训练,利用训练间隙进行器械训练;晚上做100个俯卧撑,100个单杠拉臂,100个收腹,100个双杠撑臂。
李闯进行理论研讨。 江腾 摄多年的努力和付出造就了李闯过硬的军事素质。多年来,他摸索特种作战规律,认真研读《手枪特种射击》《野外生存法则》等书籍,总结的“快速调整呼吸”“手枪快速换弹夹”“运动中击发训练法”等一系列特种训练方法被官兵广泛运用。不仅如此,熟练掌握攀登越障、擒拿格斗、多能射击、近身搏击等10余项特战技能的李闯,“打造出了一群无所畏惧的‘钢铁硬汉’,锻造出了一批‘格斗专家’‘突击精英’‘狙击能手’‘行动专家’等身怀绝技的特战尖兵”。
“我们的成绩和荣誉都是队长带我们一路闯出来的。”平时,队员们称李闯为“闯队”。正是凭借一股不服输的闯劲,这位曾经的倒数第一已成长为“特战尖兵”中的“标兵”。
李闯组织射击教学。 江腾 摄“特战之王”决胜国际赛场
2015年9月21日,李闯带领5名特战队员代表武警河北总队参加武警部队第二届特勤分队比武。这次比赛,他们从33个分队中脱颖而出,取得团体总分第一、狙击专业第一、侦察专业第二名的成绩,团队被誉为“特战之王”。
2016年,“巅峰”特勤分队尖子比武竞赛的号角吹响,李闯再次带队参赛。此次比武科目以最大限度贴近实战的原则设置,旨在检验特战队员遂行实战任务的能力。5天4夜持续作战,李闯与队友们取得团体总分第二名,斩获总队组第一名,续写了“特战之王”的辉煌。同时获得了参加“勇士竞赛”国际特种兵比武的“入场券”。
李闯指导狙击训练。 江腾 摄经过几个月的备战,2017年5月,李闯带队出国参赛,与来自12个国家的32支代表队展开激烈角逐。初到他国,除了美不胜收的异域风景,更有对环境的陌生。“参加国际级别的比武竞赛,面对12个国家、32支代表队,我们就像是初来乍到的牛犊,”李闯回忆说,“可是我们同样有‘初生牛犊不怕虎’的那股敢打敢拼的劲头。”
小组赛第一个科目是“背水一战”。前一天晚上,李闯拿到比武规则后,就与带队人和翻译官共同研究分析。比武科目刚开始,一切都很顺利,然而化学桶在距离终点100米处滑落在地,被扣了分。第一个项目结束时,队员们都累得瘫倒在地。李闯一边鼓励大家“别灰心,上午丢掉的,下午夺回来”,一边反复研究调整战术和人员分工。
下午的科目是“死亡奔跑”,李闯反复预测各种突发情况,如何采取相应对策,然后将心得分享给大家。队员们翻越高斜墙、攀大绳、爬网墙、钻泥水低桩网、穿Z形水沟……“第一名”的成绩一宣布,队员们拥抱在了一起。在高手云集的赛场上,中方参赛队最终取得了三个科目第一、一个第二、一个第三,一举斩获总冠军。
回国后,李闯和战友们又马上投入到新的备战集训中。
“这次国际特种兵比武给了我们许多启迪,让我们看到了自身的许多问题,打铁要趁热。”无论是高温酷暑还是暴雨滂沱,李闯每天都进行着超越身体极限的高强度训练,将在国际比武中的所思所想融入每天的训练中,以严于实战的标准要求自己。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |