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
访谈丨阿斯利康中国总经理赖明隆:进博会是全球创新交融的催化剂******
中新网上海11月7日电 题:阿斯利康中国总经理赖明隆:进博会是全球创新交融的催化剂
作者 樊中华 汤彦俊
当医学诊疗与元宇宙“跨国”“跨界”相遇,会碰撞出怎样的火花?
7日,在第五届进博会医疗器械及医疗保健展区,阿斯利康及其合作伙伴就医学元宇宙产业融合创新发展层面达成合作,共同探索将全息影像穿刺技术应用于临床诊疗一体化的全流程解决方案,被视为是跨国药企与本土企业携手在全球创新前沿进行的一次“共舞”。
“如果全世界有一个国家能率先做到让健康产业插上数字化的翅膀,它应该就是中国。”阿斯利康中国总经理赖明隆在当天接受中新网记者采访时表示,通过进博会,阿斯利康近年来深度参与中国数字化进程,“此类创新让我们得以引领全球”。
在赖明隆看来,五年来,恰是乘上了进博会“快车”,阿斯利康在创新中扮演的角色更为多元。“进博会非常高效,海量信息聚集于此,大量合作机遇在这里对接,也有更多机会与各省市政府进行交流,同时,大量高科技行业企业的云集让我们有更多机会接触和探索数字化跨界合作契机。”
也正因此,五赴进博会,阿斯利康的参展主题愈加聚焦“创新”和“链接”,注重“展会”之外的“进博效应”。
“过去四届进博会,我们已携手合作伙伴为中国共带来6款创新药,本届进博会,更是突破性地展出4款高品质创新药。”赖明隆举例说,这些“进博果实”中,有的已经深入中国逾7000家医院,惠及全国患者;有的曾被列入中国十三五“重大新药创制”科技专项,并被纳入国家医保目录,走到百姓身边。
与此同时,缘起进博,阿斯利康也与中国本土企业积极合作,将中国的创新药带向全球。“例如我们与本土企业深化合作,帮助其自主研发的创新中成药实现国际化发展,已经在新加坡、马来西亚等国家地区成功获准上市。”赖明隆说。
帮助创新药“引进来、走出去”只是阿斯利康中国创新版图的“冰山一角”。在赖明隆看来,中国不仅是一个巨大的市场,更是孕育承载未来创新的“苗圃”。
“我们非常看重中国的创新,我相信当前中国各个角落都有创新正在走向世界,并且在未来三五年会出现一个非常密集的高峰。”赖明隆说,让中国创新惠及全球已经成为现实,阿斯利康希望能抓住机会,与中国伙伴一起走向世界。
通过进博会,阿斯利康创新生态圈也在持续扩容。目前已形成中国智慧健康创新中心(CCiC)、国际生命科学创新园(iCampus)与阿斯利康中金医疗产业基金三驾“创新马车”。赖明隆还指出,阿斯利康与国投创新合资成立的迪哲医药于2021年12月在科创板上市,目前已有数个新药进入临床阶段,将在中国和全球同步注册,“这是中国政府支持外资企业通过中国资本市场融资来实现其中国创新梦的实证。”
就在此次进博会上,阿斯利康与江苏、山东、成都、广州等多地政府及企业签约合作,在供应链完善、创新孵化、中医药产业基地建设、肿瘤精准诊断、数字化应用等方面进行更加丰富的创新生态合作。
“对阿斯利康来说,参展进博是我们每年工作的重中之重,我们希望借进博会将中国的创新力量团结起来,助力中国创新出海,”赖明隆说,中国开放的力度越来越大,我们希望每年进博会都可以书写出新的创新故事。(完)