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
广西百色:农家书屋成“文化粮仓”******
光明日报记者 周仕兴 光明日报通讯员 覃蔚峰
农闲时间,广西百色市德保县城关镇云梯村村民罗美奇来到村头的农家书屋,翻开一本《广西特色蔬菜栽培技术》认真读起来。“农家书屋的书贴近农村、契合农民,从中了解政策、学习知识后发展生产,乡村振兴有奔头,美好生活有盼头。”罗美奇高兴地说。
当下的百色,通过农家书屋“充电”的人越来越多。“农家书屋已然成为乡村振兴的‘文化粮仓’。”百色市委常委、宣传部长赖荣生介绍,百色市从2008年启动农家书屋建设,2013年建设数字农家书屋,到2022年实施农家书屋提质增效工程,一个个设施齐全、配套完善的农家书屋如雨后春笋般涌现。如今,全市已建成1856个农家书屋和28个易地扶贫搬迁集中安置点农家书屋。
搭建阵地:打通惠民“最后一公里”
走进那坡县坡荷乡弄耀村农家书屋,一排排书架整齐划一,一册册图书陈列有序。“有红色革命书籍、有养殖技术书籍,还有小朋友们爱看的各类故事书,图书种类齐全,还能通过线上模式扫码阅读。”该村退休老党员黄廷义说,“小小书屋”成为群众长知识、学技术、学本领的“小课堂”,群众闲暇时既打发了时间,也充实了自己。
在靖西市龙邦镇护龙村“国门书屋”,近期开展多次学习党的二十大精神活动,村民济济一堂,交流心得。管理员梁宇告诉记者,自从村里有了“国门书屋”,村民们农闲时都会来这里看书,书屋已成为边民学习党的方针政策、开展爱国主义教育的重要阵地。
“作为老区,百色市高度重视农家书屋这项文化惠民工程,为脱贫攻坚、乡村振兴提供智力支撑。”百色市委宣传部副部长朱应学说,2010年,该市为了建设好农家书屋,先在有条件的行政村(社区),以人口比较集中、交通便利、基础设施较好的村委会为中心,把村级公共服务中心、农村党员远程教育中心、文化大户、致富能手家等地方,打造了36个农家书屋建设样板。随后,全市以样板来规范建设农家书屋,严格按照“六有一保证”进行规范化建设管理,即有图书室、有“农家书屋”牌子、有图书柜、有阅览桌椅、有制度、有专兼职农家书屋管理员、保证每天开放时间不少于6小时。
为使农家书屋规范化、标准化运行,百色市完善了规章制度,明确农家书屋职责,按有人管理、按时开放、方便群众的原则,做到借还有登记,群众需求有记录。
“农家书屋姓‘农’,要建成农民自己的书屋。”百色市新华书店副总经理李佳蔚说,在充分征求农民意见的基础上,提出配书计划,将党报党刊和适合农民阅读的政治、经济、科技、法律、卫生、文艺、文化教育等出版物配向农家书屋,满足农民的多样阅读需求。同时,有针对性地配备少儿类、文化类等书籍,增配农技书籍,并开展形式多样的读书分享活动,使农家书屋成为乡村儿童“关爱站”、群众致富“加油站”。
“文化粮仓”:既“富脑袋”又富口袋
走进凌云县平怀村农家书屋,映入眼帘的是一个宽大书架,上面整齐摆满着各种书籍,窗明几净,透过玻璃窗,一幅优美的田园风光画卷呈现在眼前……
“祖辈吃尽了知识匮乏的苦头,在发展桑蚕产业的同时,我们决心建设好自己的文化阵地。”平怀村党支部书记郁再俭介绍,2020年,平怀村农家书屋经过第4次搬迁后,结合乡村风貌进行升级改造。如今书屋建筑面积200平方米,馆内书籍囊括中国文化、儿童读物、生态自然科普和健康科普等近2000册,配套有桌椅、茶水、咖啡餐饮服务台等设施,所有设施均免费向全体公众开放。
“农家书屋不仅丰富了农民朋友的文化生活,吸引他们远离牌桌,走向书桌,成为农民致富的好‘帮手’,还帮助他们掌握信息,提高文化水平,找到致富门路。”平怀村驻村第一书记林春蕾说。
“我以前因为家里穷读书少,现在生活条件好了,村里建有书屋,有空都会去看书,很多养蚕、养猪的技术都是在那里学到的。”平怀村养蚕、养猪大户张桂林告诉记者,平怀村农家书屋在培养新型农民、实现先进文化扎根基层、助力乡村振兴等方面发挥了重要作用,涌现出一批致富带头人,平怀村先后被评为全国文明村、全国巾帼脱贫示范基地、中国美丽休闲乡村等。
数字赋能:筑起智慧“加油站”
在百色的农家书屋,扫码就可以阅读海量书籍。
田林县平塘乡兴六村农家书屋里,村党支部书记卢世青手把手教村民文应学登录“百色数字农家书屋”。简单操作后,文应学找到了如何养马的书籍,认真研学起来。
“如今,百色农村都通网络了,手机、平板、电脑等已进入农村群众生活,农家书屋的传统纸质图书期刊不再是乡村群众汲取知识的唯一载体,也不能满足群众日益增长的精神文化需求,移动阅读便成为新风尚。”百色市图书馆馆长覃伟说。
2021年,百色市开始建设互联网数字农家书屋,利用百色市图书馆数字图书期刊资源,通过微信扫码关注百色市图书馆,打开云悦读,就可以随时随地免费阅读图书馆电子图书和期刊,让使用者轻松实现掌上扫码“博览群书”。
2022年,百色市将“百色数字农家书屋”配送到全市1884个农家书屋,让乡村读者在家就能扫码免费阅读市图书馆的电子图书和期刊,通过现代科技手段将“精神食粮”输送到千家万户。
由点到面,串珠成链,惠及全民。农家书屋日益成为百色农民群众不可或缺的“精神家园”,不仅丰富了农村文化生活、陶冶了村民的情操,更为乡风文明建设注入了源源不断的动能。
《光明日报》( 2023年01月06日 09版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)