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
【十年经略】中国经济如何实现“高质量发展”?******
中新网北京9月30日电题:中国经济如何实现“高质量发展”?
记者 石睿 宋宇晟
“不能不顾客观条件、违背规律盲目追求高速度。”2012年12月15日,在中央经济工作会议上,习近平总书记如是强调。
加满油、把稳舵、鼓足劲,付出异乎寻常的努力,推动新时代中国经济由高速增长转向高质量发展。这十年,“从量的扩张转向质的提升,从‘有没有’转向‘好不好’”,成为中国经济发展的鲜明特征。
高速增长阶段转向高质量发展阶段
改革开放以来,中国创造了第二次世界大战结束后一个国家经济高速增长持续时间最长的奇迹,从一穷二白发展成世界第二大经济体,从落后的农业国发展为制造业大国。
不过,随着经济总量不断增大,中国在发展中遇到了一系列新情况新问题。
时针拨回2012年,中国经济增速自新世纪以来首次滑落至8%以下,多年来经济高速增长的背后,隐忧显现:一些地方和部门存在片面追求速度规模、发展方式粗放等问题,加上国际金融危机后世界经济持续低迷影响,经济结构性体制性矛盾不断积累,发展不平衡、不协调、不可持续问题突出。
“经济发展面临速度换挡节点,如同一个人,10岁至18岁期间个子猛长,18岁之后长个子的速度就慢下来了。”
“速度再快一点,非不能也,而不为也。”通过转变经济发展方式实现持续发展、更高水平发展,是中等收入国家跨越中等收入陷阱必经的阶段。
中国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,这是中共中央在十九大报告中对新时代中国经济发展做出的重大判断。
“这是一个凤凰涅槃的过程。如果现在不抓紧,将来解决起来难度会更高、代价会更大、后果会更重。我们必须咬紧牙关,爬过这个坡,迈过这道坎。”习近平指出了新时代中国经济转变发展方式的重要性和必要性。
以新发展理念引领高质量发展
习近平总书记强调,推动高质量发展是做好经济工作的根本要求。高质量发展就是体现新发展理念的发展,是经济发展从“有没有”转向“好不好”。
不能简单以生产总值增长率论英雄,必须实现创新成为第一动力、协调成为内生特点、绿色成为普遍形态、开放成为必由之路、共享成为根本目的的高质量发展。
这十年,创新驱动发展战略深入实施,科技创新为高质量发展提供源头供给。人工智能、大数据、区块链、量子通信等新兴技术加快应用,培育了智能终端、远程医疗、在线教育等新产品、新业态。太阳能光伏、风电、新型显示、半导体照明、先进储能等产业规模居世界前列。
这十年,中国经济发展的平衡性、协调性、可持续性增强。城乡居民人均可支配收入之比由2012年的2.88缩小至2021年的2.50,人均消费支出之比由2.57缩小至1.90。京津冀、长三角、珠三角三大地区,以及一些重要城市群,正在成为带动全国高质量发展的新动力源。
这十年,“绿水青山就是金山银山”理念深入人心。2012年以来,中国以年均3%的能源消费增速支撑了年均6.6%的经济增长,能耗强度累计下降了26.4%,相当于少用了14亿吨标准煤。
这十年,中国的对外开放广度和深度得到了全面拓展。商品出口占国际市场的份额由11%上升到15%,货物贸易第一大国的地位得到了增强;利用外资的规模不断扩大;对外签署的自由贸易协定数由10个增加到了19个;建设了21个自贸试验区和海南自由贸易港,打造了一系列对外开放的新高地、试验田,形成了全方位、高水平对外开放的新格局。
这十年,改革发展成果更多更公平惠及全体人民。2021年,中国宣告脱贫攻坚战取得了全面胜利,完成了消除绝对贫困的艰巨任务;全国居民人均可支配收入35128元,比2012年增加18618元;全国居民恩格尔系数为29.8%,比2012年下降3.2个百分点。
不论“创新驱动”,还是“生态优先”……都已成为十年来中国高质量发展的众多维度之一,中国正在推动高质量发展上闯出新路子,迈向新征程。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)