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
独家专访张伯礼丨新冠感染核心问题六问六答******
央广网北京1月9日消息(记者卜叶万玉航)阳康后,依然感受到咳嗽、咽痛、浑身疼、乏力、心慌出汗、睡眠不实等,张伯礼院士表示,这往往是因为器官组织受到毒素攻击以及触发炎性后造成损伤后,身体免疫系统正在修复。他提醒,阳康后还要注意休息,休息的时间一般来说需要两周左右。
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要点选摘:
新冠感染后如何治疗?如何用药?
张伯礼院士:
体温超过38.5℃可适量服用芬必得等退烧药。适度发烧,可有效激活人体免疫功能,更利于对抗病毒。
不必刻意挑选某种感冒药,不主张中西药同时服用,减少对肝肾的负担和对胃的刺激。
不建议前期、早期使用抗生素对抗病毒。
“吞刀片”症状如何缓解?
张伯礼院士:
为了缓解症状,可以服用中药的六神丸、清咽滴丸。也可以喝蜂蜜水,改善咽喉症状。
雾化装置或者水蒸气,对改善咽痛鼻塞也有好处。用冰盐水清洗鼻腔,能够增强鼻腔、口腔黏膜的免疫功能。浓度可以比生理盐水稍微浓一点,放冰箱冷藏,用来漱口。
按摩穴位也可以起到辅助改善症状的作用。
有哪些症状是重症预告?
张伯礼院士:
有以下情况要留意:高烧不退。高烧(38℃以上)超过3天,给药后持续不退。
呼吸困难。活动后喘,安静时呼吸每分钟超过30次。
持续性呕吐腹泻。
原有基础病有加重趋势。
精神淡漠,不愿意理人,或者出现烦躁、焦虑等。
老年人应该注意什么?
张伯礼院士:
建议老人聚集的重点场所,比如养老院实行闭环管理,同时定期开展核酸或抗原检测。
谨防老年人沉默式缺氧。老年人耐受力差,反应能力差,缺氧后,往往不会表现出呼吸困难、急促,需要观察老年人的精神状态和血氧浓度。
体温过高或过低都要保持警惕。
为什么会复阳?二次感染跟复阳是一回事吗?
张伯礼院士:
复阳主要是因为病毒排泄不畅,可能与患者痰比较黏稠,形成痰栓,而痰栓里包裹的病毒沉积在肺的小气道暂时排不出来有关。此后肺修复过程中排出痰栓,也带出了病毒,所以呈现出复阳的表现。
但复阳者,培养不出来活病毒,一般是病毒碎片,且没有传染性。
二次感染是指感染转阴后,超过一、两个月后再次被感染,这往往是因为感染了不同变异株,但二次感染概率不是太高。所以转阴后,还要做好个人防护,包括戴口罩、勤洗手,勤通风,保持社交距离等。
阳康后身体仍需要复原
张伯礼院士:
感受到咳嗽、咽痛、浑身疼、乏力、心慌出汗、睡眠不实等,往往是因为器官组织受到毒素攻击造成损伤后,身体免疫系统在修复。
阳康后还要注意休息两周左右,期间不要剧烈活动。
特别提醒,阳康后,如果出现莫名其妙地心率加快,心率达到100以上,甚至110以上,而且心跳不规律,中间出现停跳;或出现头昏,眼前发黑,看东西不清楚,这些表现有可能是心肌炎的前兆,需要及时到医院去检查。
现在接种疫苗还来得及吗?
张伯礼院士:
建议没有感染的老人,尽快去接种。
建议接种第四针选择异种疫苗,形成序贯接种,效果比较好。