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。
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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
晒一晒,中国支持联合国事业的“成绩单”******
应中国外交部长秦刚邀请,第七十七届联合国大会主席克勒希于2月1日至4日访华。
克勒希曾这样评价中国对联合国事业的贡献:中国一直是联合国事业的坚强后盾,在应对气候变化、维和等领域发挥着重要作用。
作为联合国安理会常任理事国和第一个在《联合国宪章》上签字的国家,中国始终捍卫宪章的宗旨和原则,始终维护联合国在国际事务中的核心作用,坚定不移做世界和平的建设者、全球发展的贡献者、国际秩序的维护者。梳理相关的事实与数据,人们可以看到中国支持联合国事业清晰斐然的“成绩单”。
全球维和的关键力量
成立于二战结束之际的联合国,承载着各国人民对永久和平的期盼。而中华文明历来崇尚“以和邦国”“和而不同”“以和为贵”,维护和平稳定,中国与联合国理念相通。
当今世界冲突不断、各类安全挑战层出不穷。习近平主席2022年4月在博鳌亚洲论坛上提出全球安全倡议,强调人类是不可分割的安全共同体,为弥补人类和平赤字贡献中国智慧,为应对国际安全挑战提供中国方案,赢得包括联合国在内的国际社会广泛认同。
积极参与朝鲜半岛核、伊朗核、阿富汗、缅甸、巴以等重大地区热点问题政治解决;努力维护安理会权威和团结,支持联合国依据授权开展斡旋;积极参与国际军控与裁军进程,加入《不扩散核武器条约》等数十个国际军控条约和机制;在乌克兰危机问题上,中方一贯按照事情本身的是非曲直决定自己的立场和政策,秉持客观公正立场,积极劝和促谈……中国同世界安危与共,为世界与地区和平稳定注入正能量。
联合国前秘书长潘基文说,中国致力于做世界和平的建设者、全球发展的贡献者、国际秩序的维护者,这与联合国宪章承载的理想一致。
全球发展的动力源
“面对疫情带来的严重冲击,我们要共同推动全球发展迈向平衡协调包容新阶段。在此,我愿提出全球发展倡议。”2021年9月,习近平主席在第七十六届联合国大会一般性辩论上,首次提出全球发展倡议。
“坚持发展优先”“坚持以人民为中心”“坚持普惠包容”“坚持创新驱动”“坚持人与自然和谐共生”“坚持行动导向”——中国主张引发世界热烈回响,中国行动推动世界发展进步。
如今,全球发展倡议取得一系列早期收获:成立全球发展促进中心,并邀请“全球发展倡议之友小组”国家、区域组织和联合国相关部门指定相应机构,对接成立“全球发展促进中心网络”,目前已有31个国家和区域组织对口部门加入;建立全球发展项目库,首批已经启动50个项目,现已扩容超过100个项目,实施人力资源培训1000期,涵盖50多个“之友小组”国家等。
共建“一带一路”倡议提出近十年来,也已成为深受欢迎的国际公共产品和国际合作平台,涵盖世界上三分之二的国家和三分之一的国际组织。
联合国人口基金会执行主任纳塔利娅·卡内姆说,在全球人口已超过80亿的今天,中国的发展和贡献将惠及世界众多国家。
全球减贫的最大贡献者
“中国解决了13亿多人口的温饱问题,让7亿多人口摆脱贫困,这是对世界人权事业的重大贡献。”2017年1月,习近平主席在联合国日内瓦总部发表主旨演讲时,点明中国减贫的世界意义。
2020年12月,中国正式宣布,经过8年持续奋斗,中国如期完成了新时代脱贫攻坚目标任务,现行标准下农村贫困人口全部脱贫,贫困县全部摘帽,消除了绝对贫困和区域性整体贫困,取得了令全世界刮目相看的重大胜利。
贫困是人类社会的顽疾,反贫困始终是古今中外治国安邦的大事。面对消除贫困这一全球治理的难题,中国在实现自身减贫的同时,从来不吝于为国际减贫分享经验、贡献力量。
近年来,中国着力向发展中国家提供“6个100”项目支持,包括 100个减贫项目、100个农业合作项目、100个促贸援助项目、100个生态保护和应对气候变化项目、100所医院和诊所、100所学校和职业培训中心,以助力相关国家减贫。
在亚洲地区,中国在老挝、柬埔寨、缅甸乡村基层社区实施东亚减贫示范合作技术援助项目;在非洲地区,中国为非洲国家援建水利基础设施,打造农业合作示范区,推进实施中非菌草技术合作等项目;在南太平洋地区,开展基础设施建设和农业医疗等技术合作援助项目;在拉美地区,援建农业技术示范中心,帮助受援国当地民众摆脱贫困……
联合国秘书长古特雷斯说,中国是“为全球减贫作出最大贡献的国家”。
团结抗疫的践行者
“各国人民守望相助,展现出人类在重大灾难面前的勇气、决心、关爱,照亮了至暗时刻。疫情终将被人类战胜,胜利必将属于世界人民!”2020年9月,正值新冠疫情在全球反复肆虐之时,习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话振奋人心。
新冠疫情暴发以来,中国同世界守望相助,及时分享抗疫经验,驰援他国抗疫物资,积极开展抗疫国际合作。中国向153个国家和15个国际组织提供抗疫物资,与全球180多个国家和地区、10多个国际组织共同举办疫情防控、医疗救治等技术交流活动300余场。
中国最早承诺将新冠疫苗作为全球公共产品,率先支持疫苗研发知识产权豁免,最早同发展中国家开展疫苗生产合作,为弥合全球“免疫鸿沟”注入强大动力。中国积极发挥中医药作用,举办了百余场抗疫专家视频交流和直播活动,向150多个国家和地区介绍中医药诊疗方案,向部分有需求的国家和地区提供中医药产品。
阿根廷罗萨里奥大学中国阿根廷研究小组成员罗米娜·苏达克谈到中国帮助发展中国家抗疫时说,中国以实际行动践行了其一贯秉持的“人类命运共同体”理念。
绿色发展的实干派
“天不言而四时行,地不语而百物生。”在应对气候变化、加强全球环境治理方面,中国是积极的倡导者,更是脚踏实地的实干派。
习近平主席多次在联合国场合阐述共建清洁美丽世界、守护地球美好家园的中国主张。“绿水青山就是金山银山。我们应该遵循天人合一、道法自然的理念,寻求永续发展之路。”
为《巴黎协定》的达成和快速生效作出历史性贡献,率先发布《中国落实2030年可持续发展议程国别方案》,全面履行《联合国气候变化框架公约》,公布实现碳达峰、碳中和的时间表、路线图,并出台落实双碳目标的“1+N”政策体系,在可再生能源发展领域全球领先,成为全球臭氧层保护贡献最大的国家,让绿色切实成为共建“一带一路”的底色……作为最大的发展中国家,中国以一以贯之的决心和坚强有力的举措推动构建人与自然生命共同体,为保护人类的共同家园、实现人类可持续发展作出贡献。
《联合国气候变化框架公约》秘书处执行秘书西蒙·斯蒂尔说,当前,国际社会正面临能源危机,中国在气候变化领域持续取得实质性进展,在推进全球应对气候变化进程中发挥了重要作用。
当前,世界正站在历史的十字路口。世界之变、时代之变、历史之变正以前所未有的方式展开,人类社会面临前所未有的挑战。人们祈盼和平、发展、进步的阳光穿透战争、贫穷、落后的阴霾。
大道不孤,天下一家。中国愿同世界各国一道,推动联合国在促进人类和平与发展的崇高事业中发挥更为积极的作用,弘扬和平、发展、公平、正义、民主、自由的全人类共同价值,维护世界和平、促进世界发展,推动构建人类命运共同体。
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