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
专家学者纵论如何构筑中华民族共有精神家园******
近日,由中国少数民族哲学及社会思想史学会主办的“构筑中华民族共有精神家园”全国学术研讨会暨中国少数民族哲学及社会思想史学会2022年年会以线上线下相结合形式举行。会议由呼和浩特民族学院马克思主义学院、东北师范大学马克思主义学部承办,来自中国社会科学院、中央民族大学、内蒙古大学、西南民族大学、内蒙古师范大学等20余所院校的专家学者以及学会相关领导等与会研讨。
深化中华民族共有精神家园相关内容研究
呼和浩特民族学院党委副书记刘九万表示,推进文化自信自强,铸就社会主义文化,探索构建中华民族共有精神家园是新时代民族哲学的使命,要进一步深化中华民族共有精神家园相关内容研究,进一步推动少数民族哲学研究、社会思想史研究取得新进展。
会上,中国少数民族哲学及社会思想史学会理事长、中央民族大学教授宝贵贞以“铸牢中华民族共同体意识的科学内涵及其实现路径”为题,阐释了铸牢中华民族共同体意识重要论断的形成过程和科学内涵,从推进中华民族共有精神家园建设、促进各民族交往交流交融、推动各民族为全面建设社会主义现代化国家而共同奋斗、推动民族事务治理体系和治理能力现代化对铸牢中华民族共同体意识实现的四条路径进行了分析和探讨。
内蒙古大学铸牢中华民族共同体意识研究培育基地首席专家何生海阐述了铸牢中华民族共同体意识人本观深刻内涵、理论逻辑和实践路径。
“用‘各美其美,美人之美,美美与共,天下大同’十六个字来说明中华民族共有精神家园,再合适不过。”中国社会科学院研究员赵智奎从精神家园及其相关的哲学范畴和观念和怎样构筑中华民族共有精神家园两个问题谈起,呼吁中国哲学史学界同心协力,加快构建和完善中华民族共有精神家园。
中央民族大学党委副书记邹吉忠表示,新征程上的民族哲学研究,要坚持以中国化时代化的马克思主义为指导,聚焦铸牢中华民族共同体意识这条主线,在增进共同性、增强融合性上下功夫,为全面建设社会主义现代化国家、推进中华民族伟大复兴作出新的更大贡献。
会上,东北师范大学马克思主义学部教授胡海波立足中华优秀传统文化,深入阐释了“中华民族共有精神家园”的科学内涵和有效路径;青岛黄海学院马克思主义学院院长朝克吉勒图就“党的二十大精神与中华民族共有精神家园建设探索”交流阐释;东北师范大学马克思主义学部副部长荆雨立足中国古代哲学的理论观点阐发了共同体的古代文化思想渊源。华中农业大学教授萧洪恩、福建省委党校行政学院教授雷弯山围绕强化历史担当,夯实铸牢中华民族共同体意识的主体基础专题作了主旨发言。
汇聚民族高校研究合力,增进认同感归属感自豪感
中央民族大学教授王文东在题为“中国式现代化视域下少数民族传统美德转化发展的基本矛盾和理论深蕴”交流发言中认为,中国各民族传统美德是建设社会主义核心价值体系不可或缺的精神资源。
中国社会科学院副研究员陈亚联认为,所谓“费孝通困惑”的产生和走出表明,任何西方理论都要与中国实际相结合,进而给出中国答案。
中央民族大学哲学与宗教学学院院长刘成有从何为多元通和、多元通和何为的核心问题的提出出发,引出对中国传统哲学的思维普遍性的思考与讨论。
贵阳信息科技学院校长唐建荣指出,深化民族团结进步教育,注重运用历史史实,尤其是中国革命史实,促进各民族大学生交往交流,引导各民族学生进一步增强对中华民族的认同感、归属感和自豪感。
会上,内蒙古师范大学教授格·孟和、西南民族大学教授杨翰卿、云南师范大学教授杨志明、朝阳师范学院教授乌凤琴分别从促进蒙古族哲学发展以培育蒙古族理论思维的重要性、边疆经学成果研究的重要意义和研究论域、少数民族文化与中华优秀传统文化的交流交融等方面对少数民族哲学发展作阐释和探讨;中国社会科学院研究员洪军从中国古代儒家哲学思想对东亚国家哲学发展的影响作发言交流。
呼和浩特民族学院党委副书记、副院长韩伟新在会议总结中表示,新征程上,作为民族高校必须以铸牢中华民族共同体意识为主线,更好推动学校民族团结进步事业、为更好地促进民族地区经济社会的高质量发展贡献应有之力。(供稿:杜思成)