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
用脚步丈量祖国大地,向世界讲好中国故事******
用脚步丈量祖国大地,向世界讲好中国故事
讲述人:中国人民大学新闻学院党委副书记、教授 闫岩
党的二十大报告明确指出,要“加强全媒体传播体系建设,塑造主流舆论新格局”“加强国际传播能力建设,全面提升国际传播效能,形成同我国综合国力和国际地位相匹配的国际话语权”。这两个“加强”凸显了新闻舆论工作的重要性。作为一名新闻传播学教师,我深感使命光荣,重任在肩。
2022年4月25日,习近平总书记在中国人民大学考察调研时指出,“希望广大青年用脚步丈量祖国大地,用眼睛发现中国精神,用耳朵倾听人民呼声,用内心感应时代脉搏,把对祖国血浓于水、与人民同呼吸共命运的情感贯穿学业全过程、融汇在事业追求中”。这对新闻传播学高等教育提出的要求,就是要培养一批真正认识中国、了解中国、热爱中国的新闻人才。
中国人民大学新闻学院长期开展的“田野课堂”特色教学项目,正是为实现这个人才培养目标服务的。我们带领学生走进偏远山区和边疆民族地区,走进县级融媒体中心和全球领军的互联网企业,让学生们亲眼见到新时代十年的伟大变革,亲身感受祖国建设的伟大成就和社会主义制度的优越性,从而立志成长为党的政策主张的传播者、时代风云的记录者、社会进步的推动者、公平正义的守望者。
我自2021年3月带队启动“中华人民共和国脱贫攻坚口述史”项目,迄今已带领本院师生1000余人次走过5省19市65个前国家级贫困县(市、区)访谈各地县(市、区)级主要领导、脱贫攻坚和乡村振兴工作干部、驻村第一书记、脱贫户代表等逾800人。从大别山麓到滇缅边境,从乌江画廊到湘江水畔,学生们扛着摄影机、背着摄像机、架着无人机,记录下祖国的山乡巨变、民众的笑声与呼声。
去年10月以来,新闻学院党委带领全体师生不断深入学习党的二十大精神,开设“中国式现代化大讲堂”、举办新闻传播拔尖创新人才培养高端论坛、组织主题党日活动、开展联合学习等,积极推进党的二十大精神进教材、进课堂、进头脑,用党的创新理论培根铸魂、启智润心。在这些活动中我们发现,参加过“田野课堂”的学生,明显对中国式现代化的理论内涵与实践要求更有共鸣。田野实践使同学们更坚实地增强“四个自信”,更自觉地践行“两个维护”;使他们更能坚定立场、明辨是非,不为各种矮化曲解、挑拨离间、混淆视听的言论所迷惑;使他们能够基于自己的亲身经验向世界讲述有血有肉的中国故事,基于自己的专业技能向全球传递可信可敬的中国声音。
几十年来,中国人民大学新闻学院为党和国家培养了无数卓越新闻传播人才。作为新时代新闻传播学一线教师,我们将以实际行动贯彻党的二十大精神,聚焦全媒体传播体系建设和国际传播能力建设,为党和国家培养更多更优秀的新闻传播人才。
《光明日报》( 2023年01月10日 05版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)