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
《勇敢的翅膀》:人物成长与家国情怀同频共振******
作者:张德祥(中国文艺评论家协会副主席)
在湖南卫视播出的现实军旅剧《勇敢的翅膀》,给荧屏带来一种特殊的青春气息。作为国内首部以空军轰炸航空兵战斗生活为题材、以K型机改装为背景的长篇电视剧,该剧表现军人的故事,军人的风采,令人眼前一亮,视野大开。
在题材上将“军旅”与“成长”融合,是《勇敢的翅膀》的一大特色。作为轰炸机飞行员,肩负特殊使命。特殊使命需要特殊人才。特殊人才是怎样锻造出来的?该剧讲述新一代飞行员的成长过程。主人公秦朗个性强,不盲目随大溜,凡事要经过认真思考。这种性格在纪律严明的军队中显得有些不合群。由一开始被淘汰到成为优秀的轰炸机飞行员,他的成长经过了一系列磨炼。比如,秦朗为找专家违规开车,路上救人,却被误认为是撞人者。这是对他的一种“信任”考验,也是促使部队领导进一步认识他的过程。还有飞行中突发“特情”,他的女朋友谈小雅的“间谍”嫌疑等,在一次次考验中,他奠定了信任与忠诚的基石,练就了不为困难和挫折压倒的坚定意志,最终使坚强个性与纪律性达成一致,使坚定意志与忠诚信任达成一致,把个人才情融入军队的现代化建设之中。谈小雅的成长过程也是如此。她经历了诸多挫折,但初心不改,发挥技术特长,为提高轰炸机的电子对抗能力尽职尽责。可见,新一代青年人在部队的锻炼成长,不仅有先进的科技知识武装,更有思想品质和军人素质的锤炼,从而折射出我军新时代现代化建设的风貌。
围绕男女主人公的成长过程,与主人公搭配工作的角色也是饶有趣味。作为机长,也是秦朗上级,丰雷作风正派、纪律严明,与秦朗多次发生冲突,甚至严厉训责。但严师出高徒,二人由开始的情绪对立,到真正相互了解彼此,终于找到了问题症结。丰雷为了解决秦朗“特情”处理上的问题,从心理入手,对症施策。而与丰雷形成鲜明对比的是电子对抗旅刘队长,作为谈小雅的上级,刘队长深谙部队规则,事事请示,时时请示,看起来遵守规则,实则是不担责任。谈小雅帮助功勋团侦查干扰电台,刘队长认为这不是我们的本职工作,也不符合工作程序。但当谈小雅的工作得到功勋团的肯定,收到感谢函,刘队长又因感谢函上没有自己的名字而恼羞成怒。这个形象很有典型价值和镜鉴意义,他最大的错误就是在其位而不担其责,没有创造性开展工作。同样都穿着军装,怎样才是优秀的军人,看的是格局、品质、境界。要飞翔,就必须有勇敢的翅膀。此外,剧中出场的其他人物如陈团长、叶教导员、杨政委、吴汉等,也都有血有肉,真实生动,体现了我军的军人风采和军民鱼水情。
“真实”也是观众网友评价《勇敢的翅膀》时的高频词,创作团队深入一线部队实地采访,从轰炸机航空兵的生活中汲取鲜活素材,创作过程历经6年。剧中不乏精彩作战演习场面,如低空飞行钻山谷、突破雷达监视实施临空轰炸、空中停车重大险情等。观众身临其境地跟随剧情走进军营,了解轰炸机航空兵这一群体的工作,直观感受改革强军取得的成就。可以说,《勇敢的翅膀》推动了军旅题材范畴细分深化,实现了创作边界的多向度探索。
军旅剧,带有军人的阳刚之气,能振奋士气民心,是民族精神的一种具象体现和审美升华。贯彻新时代党的强军思想,讲好新时代军旅故事,展现中国军人的风采,是文艺创作的题中应有之义。从这个角度看,电视剧《勇敢的翅膀》向当下观众传递敢为梦想拼搏担当、敢为使命奉献牺牲的军旅精神和中国军人积极进取、牺牲奉献的精神风貌,展现出军旅题材电视剧的强劲生命力,为今后军旅题材电视剧的创作提供了有益的思考。
《光明日报》( 2023年01月11日 15版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)