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
FF中国总部落户湖北黄冈?黄冈回应“正接洽合作事宜”******
贾跃亭的公司又自称有大动作。FaradayFuture官微宣布与湖北黄冈市签订战略协议,拟将其FF中国总部迁至黄冈。18日上午,黄冈政府网发布消息,为加快新能源产业布局,黄冈市正积极与外资企业法拉第未来接洽合作事宜,双方已于2022年第三季度签署《战略合作框架协议》。
但是,双方已经在2022年第三季度签署了战略合作协议,2023年初的黄冈市政府工作报告却没有将其作为重大投资项目予以公布。而且18日上午,第一财经记者向包括发改委、宣传部在内的黄冈市政府有关部门多方求证,得到的答复都是“不知道”。
“这不符合常理,一般这种重大招商引资落户,地方政府都会大张旗鼓地进行宣传,但黄冈这次却表现得十分低调。”民进中央特约研究员、盘古智库学术委员叶青对第一财经分析。
FaradayFuture官微宣布与湖北黄冈市签订战略协议,并与FF Global签署新股东协议。根据双方签订的框架协议,为进一步实现优势互补、互惠互利、共同发展,双方应在投资、科技创新、产业转型、区位、政策等方面贡献各自的优势。预计黄冈市政府将积极协助FF在黄冈市进行产业布局,调配相关资源,同时为FF在黄冈市的创业项目提供包括但不限于资金和政策方面的支持。Faraday Future拟将其FF中国总部迁至黄冈市,同时保留其位于加州洛杉矶的全球总部。FF中国总部预计将由黄冈市政府引导基金、相关产业基金和FF共同出资建设。该框架协议已于2022年第三季度签署。
事实上,近年来湖北汽车走廊大有东延之势,在武汉东湖高新区去年高调宣布入局智能网联汽车产业之前,黄冈市早在2018年就引进了威马电动车。
目前,一座由威马汽车投资约202亿元建造的新能源智能汽车生产基地正在黄冈建设中,一期建设已于2020年建成投产,2025年完成整体项目投产,建成后可年产30万台新能源汽车。
去年4月,格罗夫氢能汽车产业园也落户黄冈,拟建设氢能汽车整车、氢能电池、制氢基地等,计划3年内达到年产整车2万辆、6年内达到8万辆规模,使黄冈成为国内氢能产业强市。
叶青认为,黄冈切入新能源汽车产业,不仅延伸了湖北汽车产业走廊,也改善了湖北汽车产业的形态。
但对于FaradayFuture主动宣布拟将中国总部迁至黄冈的事,叶青认为还是要抱“谨慎乐观”的态度。
美国当地时间1月10日,FF又收到来自纳斯达克股票市场的退市预警,这已是FF借壳登陆纳斯达克一年半以来,二度收到退市预警。此次黄冈市政府是否会雪中送炭,化解FF的财务危机?
(文图:赵筱尘 巫邓炎)