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
第十轮投票仍未果 美众议院议长选举混乱局面如何收场?******
中新网1月6日电 综合报道,当地时间1月5日,美国众院议长选举第十轮投票仍未果,尽管做出了巨大让步,共和党领袖麦卡锡反而一再丢票,未能赢下党内保守派的支持,议长之位持续“难产”。麦卡锡称,共和党人虽未能达成一致,但谈判已取得很大进展。不过,他的反对者则警告称,这场“议长之争”可能拖上数周。
美国有线电视新闻网(CNN)指出,在第十轮投票失败后,目前的众议院议长选举,已经成为了164年来投票次数最多的一次。此前最高纪录发生在1859年,当时的投票进行了四十四轮。如果无法选出众议长人选,所有众议员都无法宣誓就职,众议院的正常工作也无法推进。
资料图:麦卡锡。 中新社记者 沙晗汀 摄
“谈判让麦卡锡显得软弱”
继10轮投票后,众议院依然无人赢得当选议长所需的简单多数,即至少218票。共和党在新一届众议院占222席,其中200人在把票投给麦卡锡、21人投给共和党众议员唐纳兹,一人投“缺席票”;民主党人的212票则一致投给了众议院民主党领袖杰弗里斯。
据《纽约时报》援引三名知情人士报道称,在过去两天连续六轮投票未能胜出后,麦卡锡私下里同意了反对派提出的更多要求,包括允许一名议员在任何时候强制进行快速投票,把他从议长位置上“赶下来”,这将极大削弱议长权力。
一名知情人士透露,麦卡锡还承诺允许右翼派系在强大的规则委员会中挑选该党三分之一的成员。此外,他还承诺将开支法案开放给自由辩论,任何议员都可以在辩论中提出修改,包括那些旨在破坏或否决法案的修改。
“事实上,(麦卡锡)正在与共和党人谈判,这让他看起来非常、非常软弱,以至于到了绝望的地步。”一位共和党游说者说道。
另据英国广播公司(BBC)报道,共和党人虽然在11月以微弱优势赢得了众议院的控制权,但共和党内部的裂痕由来已久,一群强硬的保守派联合起来反对麦卡锡的提名。
“麦卡锡有一段时间没有与核心小组的部分成员交朋友,他树敌很多,”另一位匿名的共和党游说者称。“出于政治原因或个人原因,有些人不喜欢他。”
麦卡锡该何去何从?
华盛顿的政治观察家已经开始就众议长选举该如何结束提出各种假设。他们预测可能的结果有:麦卡锡坚持并获胜,但做出了各种重大妥协,到完全可能退出选举,转而支持其副手路易斯安那州众议员史蒂夫·斯卡利斯。甚至有一个不太可能的结果是,5名共和党人决定投票给民主党人杰弗里斯,并让他控制众议院。
芝加哥大学研究党派关系的政治学家露丝·布洛赫·鲁宾 (Ruth Bloch Rubin) 称,就目前而言,麦卡锡“基本上是党内一方的人质”。
麦卡锡已承诺不再做出任何让步,但可能也别无选择。他可以尝试通过出色地完成委员会的任务或担任新的领导角色来赢得顽固派共和党众议员的支持。
“他必须给那些反对他的人一些东西来挂在帽子上,”曾为前国会议员游说者的亚伦·卡特勒说道。然而,另一位共和党游说者认为“根本没有通往胜利的道路”。
新加坡《联合早报》称,共和党人在民主党人帮助下选出“折中人选”的可能似乎越来越大。进步派民主党众议员卡纳表明,可能支持一名温和派的共和党人成为议长,前提是对方同意与民主党共享传票权,并避免在政府资金和债务上限问题上采取边缘政策。
英国《独立报》称,这并不是麦卡锡第一次角逐众议院议长一职,2015年时任众议院议长约翰·博纳辞职后,麦卡锡曾参加竞选,但随后宣布退出并导致投票被推迟。
众议院议长选举为何如此重要?
在美国政坛,众议院议长是“三号人物”,地位仅次于总统和副总统。众议长是众议院的政治领袖,掌管着众议院议事日程。众议院掌握弹劾权和政府的“钱袋子”。
据BBC介绍,众议院议长是美国政治中最重要的角色之一,控制着众议院的立法议程和时间表,以及各委员会的席位。
分析称,旷日持久的众议长选举可能会破坏众议院共和党人在优先事项上迅速取得进展的希望,其中包括调查拜登政府和其家人,以及关于美国经济、能源独立和边境安全的立法等。
共和党内最激烈的反对来自右翼。《纽约时报》分析称,即便麦卡锡争取到了足够票数,他作为议长显然也会受到右翼的裹挟,因为他在拉票过程中不得不给他们一些承诺。但另一方面,一些共和党内反对派则表示,不相信麦卡锡在最后时刻给他们的承诺。
第11轮众议长投票选举正在进行,尚不清楚僵局是否会打破。