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
推动民间艺术繁荣发展(评论员观察)******
推动民间艺术繁荣发展,为的是用老百姓熟悉和喜欢的乡土文化资源,打造老百姓便于参与、乐于参与的优质公共文化产品
河北沧州市吴桥县传承千年杂技文化,展现非遗迷人风采;内蒙古巴彦淖尔市乌拉特前旗以西部民歌会为载体,助力乡村振兴,推动文旅融合发展;海南儋州市光村镇传承发展儋州调声,形成特色文化名片;陕西榆林市榆阳区依托陕北民歌博物馆,打造民间文化艺术之乡文化地标……近日,文化和旅游部公共服务司公示“中国民间文化艺术之乡”建设典型案例名单,91个案例拟入选。民间文化艺术品牌推得出、叫得响,成为文化建设取得累累硕果的生动写照。
习近平总书记深刻指出:“民间艺术是中华民族的宝贵财富,保护好、传承好、利用好老祖宗留下来的这些宝贝,对延续历史文脉、建设社会主义文化强国具有重要意义。”我国2800多个县(市、区)、4万多个乡镇,很多都有自己独具特色的民间艺术形式。它们饱含泥土芬芳、乡土味道;它们留住乡愁、孕育希望;它们有的历千年而不泯、经风雨而不衰,早已融入人们的生活和血脉。从传统的山歌、剪纸、民族舞、地方戏,到新兴的钢琴、管乐、油画、农民画,丰富多彩的民间文化艺术项目,反映了我国广袤疆域里生动鲜活的民风民情,为人们提供了丰厚的文化滋养和精神支撑。
推动民间艺术繁荣发展,为的是用老百姓熟悉和喜欢的乡土文化资源,打造老百姓便于参与、乐于参与的优质公共文化产品,吸引更多基层群众参与文化活动、从事文化创造、享受文化发展成果。从“中国民间文化艺术之乡”拟入选案例看,有的地方发挥文化馆、图书馆、乡镇文化站等公共文化场馆的主体作用,创新打造民间文化艺术特色服务空间;有的地方利用数字技术,开展惠民演出、展览展示等活动,有效提升优秀民间文化艺术的普及率和普惠性。生动案例表明,挖掘利用各地优秀民间文化艺术,深入推进文化惠民,有助于推动基层公共文化服务体系建设,更好满足人民群众文化需求。
在全面推进乡村振兴过程中,着力挖掘培育盘活优秀民间文化艺术资源,推动民间文艺积极融入乡村发展建设,能够极大助力乡村文化振兴,为“三农”发展提供精神文化支持。在湖南常宁,以农村为题材创作的版画交易额达上亿元;在陕西千阳,西秦刺绣带动全县上万名群众就近就地就业创业;在山东淄博,淄博花灯以灯带景、以景促灯,助推文旅加速融合发展……不少地方积极探索民间文化艺术产业化发展路径,在扩大民间文化艺术传播力和影响力的同时,也为乡村经济社会发展赋能提质。
农民是乡村振兴的主角,也应成为乡村文化建设的主体。截至2021年底,我国共有各级非遗代表性项目10万余项,各级代表性传承人9万余名。如何在最大限度保留质朴风貌、原生文化的基础上与现代生活有机融合,怎样在传承发展中适应快速变化的文化市场,是民间文艺亟待破解的时代课题。推动民间文艺繁荣发展,为乡村振兴凝聚人心、积蓄力量,既需要强化相关部门的引导扶持,充分发挥市场机制作用,也离不开对乡村本土文化人才的培育和支持,充分调动广大农民的积极性、主动性、创造性。
文化是一个国家、一个民族的灵魂。根植于乡野沃土、为广大基层群众喜闻乐见的民间文化艺术,凝结着中华儿女的聪明智慧、蕴含着世代延续的文化基因,构成了中华优秀传统文化的重要组成部分。保护好、传承好、利用好这些珍贵财富,推动中华优秀传统文化在传承创新中走向更广阔的舞台,我们责无旁贷、重任在肩。(邹 翔)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)