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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

聚焦行业发展前沿 河南这85家机构获批省工程研究中心******url:https://m.gmw.cn/2023-01/05/content_1303245048.htm,id:1303245048

　　１月５日，河南省发展改革委公布了省工程研究中心名单（名单附后），其中，河南省科学院材料研究所牵头建设的河南省有色金属先进制造工程研究中心等85家机构获批。据了解，此番获批的各类中心主要涉及新一代信息技术、生物经济和新材料三大领域。

　　省工程研究中心是什么？

　　主要承担什么任务？

　　所谓省工程研究中心，是指省发展改革委根据构建一流创新生态需求，以提高自主创新能力为目标，组织具有较强研究开发能力和综合实力的企业、高等院校和科研机构等建设的研究开发主体。

　　省工程研究中心不仅是河南创新体系的重要组成部分，更是实施创新驱动发展战略的重要载体。其承担的各项任务，事关河南产业前沿突破：研究开发产业技术进步和结构调整急需的关键共性技术和关键工艺；开展具有重要应用价值的重大科技成果的工程化和系统集成；不断为规模化生产提供成熟的先进技术、工艺及技术产品和装备；积极开展国内外交流合作，为企业应用先进技术、提高产品质量等提供支撑服务；承接各类主体委托的科研开发及工程化研究任务，研究产业技术标准；为行业培养工程技术研究与管理的高层次人才；为建设国家工程研究中心做好技术、人才和成果的储备。

　　集中于战略性新兴产业

　　立足行业前沿攻坚克难

　　经梳理发现，此次获批的省工程研究中心，其所在领域涉及新一代信息技术、生物经济和新材料类战略性新兴产业。如河南省超声靶向纳米材料与微创介入技术工程研究中心，致力于纳米材料筛选、靶向纳米超声分子探针合成等关键研究，建设超声靶向纳米材料与微创介入等研发平台；河南省新型建筑材料与结构工程研究中心开展低碳建筑材料等攻关研究，建设低碳建造实验室等研发平台；河南省粮情智能监测与应用工程研究中心开展新型泛感知粮情探测、5G赋能粮食园区智能安防、空天地一体化通信与协同感知融合等关键技术攻关研究。

　　此外，河南省过氧化物绿色合成工程研究中心、河南省环保型智能开关工程研究中心、河南省绿色防水材料与水致灾害防治工程研究中心等致力于绿色环保领域，为践行绿色低碳转型战略攻坚克难。

　　申报需要具备什么条件？

　　认定有什么流程？

　　据悉，《河南省工程研究中心管理办法》（下称《办法》）对申报单位资质作出全面、翔实的规定。应具备以下八项条件：符合省发展改革委发布的重点领域及相关要求；具有一批有待工程化开发、拥有自主知识产权和良好市场前景、处于省内领先水平的关键技术或重大科技成果，具有省内一流水平的研究开发和技术集成能力及相应的人才队伍；具有以市场为导向，将重大科技成果向规模生产转化的工程化研究验证环境和能力；具有通过市场机制实现技术转移和扩散，促进科技成果产业化，形成良性循环的自我发展能力；具有科技成果产业化的能力，条件允许的还应当具有工程设计、评估或建设的咨询与服务能力；具有完善的人才激励、成果转化激励和知识产权管理等管理制度；未因严重违法失信行为被司法、行政机关依法列入联合惩戒对象名单；符合国家和省其他相关规定。

　　时间上，申报工作原则上每年进行一次。《办法》鼓励相关领域的优势企业、科研单位、高校、社会投资机构组建创新联合体，共同申请组建工程中心。

　　省发展改革委有关负责人表示，各主管部门提交的申报材料将经过合规性审查，经第三方机构评审并综合研究后，在省发展改革委门户网站公示拟认定名单，公示期满无异议即发文予以认定。

　　两年评价一次

　　得分85分及以上为优秀

　　《办法》明确，工程中心实行动态调整、优胜劣汰的运行评价制度，原则上每两年评价一次。工程中心评价结果分为优秀、合格、基本合格和不合格。得分85分及以上为优秀；65分至85分（不含85分）为合格；60分至65分（不含65分）为基本合格。评价得分低于60分为不合格。

　　省发改委有关负责人称，河南省工程研究中心建设旨在坚定实施创新驱动发展战略，服务经济社会发展，支撑关键核心技术研发，围绕产业链部署创新链，围绕创新链布局产业链，提升产业链供应链稳定性和竞争力，打造产业创新优势和创新生态优势，为建设国家创新高地提供支撑。

　　相关延伸

　　国家工程研究中心在河南

　　郑州安图生物工程股份有限公司牵头组建新发突发重大传染病检测国家工程研究中心，公司图

　　据悉，目前我省共有9家国家工程研究中心，数量居中部省份前列。如由河南省高远公路养护技术有限公司承担建设的“公路养护装备国家工程研究中心”，聚焦解决行业发展中的“卡脖子”重大技术问题，努力成为提升产业创新效率、推动创新链产业链深度融合的科技创新力量，为交通强省建设提供强有力支撑；由河南郑州安图生物工程股份有限公司联合相关高校、科研院所和产业链上下游企业，组建新发突发重大传染病检测国家工程研究中心，力争到2030年，建成国内最大的体外诊断产业基地，打造成为具有国际先进水平的政产学研医深度融合产业创新网络。

　　何心悦

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）