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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

读懂新年贺词中的“奋斗密码”******

　　旧岁已展千重锦，新年再进百尺杆。习近平主席在2023年新年前夕，发表了温暖明亮、直抵人心的新年贺词。透过新年贺词，我们可以从“年终盘点”中找寻奋斗的身影，从“频频金句”中感受时代的温度，更能从“惦念嘱托”中获取奋斗的“密码”。胜利属于奋斗者，星光不负赶路人，广大党员干部群众当从新年贺词出发，瞄准未来中国的美丽图景，用奋斗的姿态走好新的赶考之路。

　　勇担奋斗之责。2022年是极不平凡的一年，我们看到了“上天、入地、下海”的科技之美，看到了冰雪健儿奥运盛会上的竞技之美，看到了祖国广袤土地上硕果累累的丰收之美……这些“美丽画卷”的形成源于以习近平同志为核心的党中央的正确领导，源于广大党员干部群众追求美好生活的奋斗之力。党的二十大擘画了全面建设社会主义现代化国家、以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴的宏伟蓝图，吹响了奋进新征程的时代号角。光景越是美好、征途越是光明，越需要我们持续奋斗、勇毅前行，越需要我们争做“主人翁”，始终做到把自己摆进事业中，把责任扛在肩膀上，不断强化“强国有我”的奋斗担当，奋力把党的二十大绘就的蓝图变成现实，继续把中华民族伟大复兴的历史伟业推向前进。

　　砥砺奋斗之志。2022年是极具挑战的一年，但广大党员干部群众奋斗的志气没有消磨，攻坚的毅力没有减退，一幅幅平凡英雄的斗争光影令人难忘，“疫情要防住、经济要稳住、发展要安全”的要求在克难攻坚中得到落实，中国经济顶住压力、稳中求进。事实证明，志之所趋，无远弗届；志之所向，无坚不入。迈向新征程，风险与机遇同在、挑战与发展共存，我们须牢记习近平总书记“路虽远，行则将至；事虽难，做则必成”的殷殷嘱托，在伟大民族精神中汲取源源不断的斗争养分，不断涵养志气和毅力，以最饱满最昂扬的斗争姿态，把宏伟目标变为美好现实。

　　凝聚奋斗之力。独行者快，众行者远，正如习近平主席在新年贺词中提到的“14亿多中国人心往一处想、劲往一处使，同舟共济、众志成城，就没有干不成的事、迈不过的坎”。力量源于团结，团结来自人心，团结就是胜利。在过去一年里，我们忘不了“天使白”“守护蓝”“志愿红”以团结之力抗击疫情，忘不了党政军民团结一心抢险救灾，也忘不了冬奥会上冰雪健儿传递出“更团结”的心愿……在以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴的新征程上，每个人都不是“孤勇者”，都是参与者、书写者、奋斗者，只有心往一处想、劲往一处使，才能凝聚起战胜前进道路上各种风险挑战、打开事业发展新天地的磅礴力量。

　　走过泥泞，方知大道珍贵；历经风雨，更觉阳光美好。2023年如约而至，在新年贺词这首温暖的“新年序曲”之下，让我们勇担奋斗之责、砥砺奋斗之志、凝聚奋斗之力，去迎接明天更有力量、更有希望的中国！（张磊）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）