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
南非驻华大使谢胜文:非中合作为什么是互利共赢的?******
(中国这十年·他论)南非驻华大使谢胜文:非中合作为什么是互利共赢的?
中新社北京8月25日电 题:南非驻华大使谢胜文:非中合作为什么是互利共赢的?
中新社记者 吴旭
“由于我们的殖民历史,非洲大多数基础设施过去都是为了从非洲大陆运输原材料而建,对非洲的联通性和非洲内部贸易没有任何好处。”南非驻华大使谢胜文日前接受中新社记者专访时指出,与其他国家不同,中国的投资合作为非洲基础设施和物流更好服务于非洲国家经济发展提供了“双赢”解决方案。
南非驻华大使谢胜文日前接受中新社记者专访时指出,与其他国家不同,中国的投资合作为非洲基础设施和物流更好服务于非洲国家经济发展提供了“双赢”解决方案。图为南非驻华大使谢胜文。 中新社发 南非驻华使馆 供图非中合作为什么是互利共赢的?
中非合作论坛和共建“一带一路”倡议在中非合作中发挥了重要作用。中非合作论坛第八届部长级会议成果落实协调人会议8月18日举行,中国外交部表示,会议成果将更好造福中非人民。
“去年,中非合作论坛第八届部长级会议成功举行是非中合作发展的见证。”谢胜文表示,非中共同推动会议成果落实,目前已取得不少积极进展,许多非洲国家在贸易、投资、发展等领域持续受益。
“中非合作论坛是双方以平等、团结、相互尊重、不干涉别国事务等原则为基础、开展务实共赢伙伴关系的真实写照。”谢胜文强调,在中非合作论坛框架下,双方就应对疫情、恢复经济发展等务实举措进行探讨,尽管困难重重,但取得可喜进展。这再次表明,非中合作的方向是正确的。
泛非智库非洲政策研究所的报告显示,自2013年“一带一路”倡议提出以来,中国支持非洲国家铁路、公路、港口、大坝、工业、数字互联互通等现代基础设施项目,为非洲大陆经济增长注入了活力。
“中非基础设施项目对非洲国家加强互联互通,以及实现非洲大陆自由贸易区设想的非洲内部贸易增长目标,都至关重要。”在谢胜文看来,投资合作首先有助于帮助非洲提升自主发展能力,同时也使中国的技术和产品通过产能合作的方式进入非洲大陆,进而拉动中国经济增长,这是一种合作共赢的新模式。
“比如,来自中国的技术团队目前正在南非进行小型港口项目的可行性研究,该项目旨在积极发展南非的小型港口基础设施,为南非的贸易物流作出积极贡献。”谢胜文举例说,2021年,非中双边贸易总额再创新高,中国已经连续12年保持非洲第一大贸易伙伴国地位。“非中合作在改善投资环境、促进经济增长,尤其在减少非洲国家贫困方面取得的成果实实在在。”
非洲如何学好“中国减贫学”?
联合国发布的《非洲2021年经济发展报告》,总结了过去十年非洲的经济发展水平。报告显示,过去十年间,非洲的总体贫困水平略微下降,但是贫富差距、不平等现象日渐突出,新冠疫情更是增加了非洲的贫困人口数量。
“中国已经迎来消除绝对贫困的历史性时刻,非洲仍然在减贫的路上奋斗。”谢胜文说,中国提前10年实现了《联合国2030年可持续发展议程》的减贫目标,为非洲国家减贫树立了榜样,非洲需要从中国脱贫减贫的行动中汲取经验。
“中国的发展改善了偏远农村地区人民的实际生活条件。我们注意到,为了实现这一里程碑式的目标,中国优先考虑有效分配福利资金和进行大规模的实体和数字基础设施建设,从而使人民摆脱贫困。”谢胜文认为,中国重视农业发展、为农业提供大量资金支持的做法,尤其值得非洲学习。
“中国政府实施政策的根本目的是让每个人受益,而不仅仅是让小型投资团体受益。”谢胜文说,中国始终坚持以人民为中心的发展思想,坚定不移地同贫困作斗争,确保在14亿人口的全国范围内消除绝对贫困,不让一个人掉队。
“正因为如此,我们才对中国实现‘十四五’规划和2035年远景目标抱有信心,中国的发展目标和现代化建设不仅需要南非,也需要国际社会将同中国的合作提升到更高水平。”谢胜文进一步指出,南非将加强同中国的政治交往和促进贸易投资作为优先事项,为此,两国在中非合作论坛、金砖峰会等多边机制框架内开展合作,以促进和提升两国外交关系和经济发展。
“这些合作体现了双方对政治外交关系的重视。”谢胜文强调,“更重要的是,使南非能够追求其外交政策目标,以及促进非洲大陆更广泛的社会经济发展,这绝对是一种双赢的合作。”(完)
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