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
“数字基础设施:互联互通与创新发展”论坛在浙江乌镇举行******
加速推进数字基础设施融合创新发展
——“数字基础设施:互联互通与创新发展”论坛在浙江乌镇举行
随着全球新一轮科技革命的加速演进,和全社会数字化转型的加快推进,数字基础设施的发展对于经济社会的高质量发展日益重要。
10日,2022年世界互联网大会乌镇峰会“数字基础设施:互联互通与创新发展”论坛召开,中外嘉宾通过主旨演讲、尖峰对话、圆桌派等环节,畅谈数字基础设施的融合创新发展,从标准、技术、建设等多个角度提出建议,并分享各自的创新理念和实践。
“数字基础设施:互联互通与创新发展”论坛现场。光明网见习记者 刘昊摄
数字基础设施不仅包括新一代信息基础设施,还包括应用5G、千兆光网、人工智能等新技术赋能传统行业数字化转型的融合基础设施。
国际电信联盟(ITU)电信标准化部门第十七研究组顾问官杨晓雅说,人类社会正加速向数字化转型,作为数字经济的底座,数字基础设施的重要性已经成为广泛共识,基于标准规范的互联互通和不断创新的技术迭代是数字基础设施发展的必然要求。
随着社会对算力需求的快速激增,算网协同有力支撑着企业上云、用数、汇智。
在中国工程院院士邬贺铨看来,目前云网融合的现状并不理想,因为云跟网是独立建设,其本身的标准、技术不一样,运营主体不同。
邬贺铨谈到,云网和算网融合促进产业链互利共赢,在加速推进云网和算网融合上,不仅要充分发挥IPv6抓手作用,推进云网和算网融合的标准化及开发工作,还需要开展管理体制与商业模式研究。
作为数字基础设施建设运营服务商,中国电信副总经理李峻说,融合是数字基础设施发展的必然趋势,中国电信将以融合为出发点,持续夯实云网融合数字基础设施底座,构筑协同、赋能的新发展格局。
据了解,中国铁塔成立八年来深入贯彻落实网络强国、数字中国战略,持续深化行业共享和协同发展。
中国铁塔副总经理刘国锋介绍,5G商用以来,中国铁塔累计承建5G基站160万个,其中97%以上通过共享存量资源实现。
发展数字基础设施,标准化至关重要。对此,中国通信标准化协会理事长闻库说,只有建立标准才能够实现基础设施互联互通,实现不同领域的上下连接。
当前,全球疫情反复延宕,经济形势不容乐观。“但在这样的情况下,5G的发展脚步没有停下来,其中贡献最大的是中国运营商。”全球移动通信系统协会(GSMA)大中华区总裁斯寒说,GSMA通过促进技术的发展和互联互通,来推动整个数字社会和数字经济的发展。
为推进数字基础设施发展,迎接数智未来,各方在积极探索。其中,中兴通讯高级副总裁、政企业务总裁朱永涛建议,在基础设施方面,要重点探索在智慧城市、交通、金融以及一些垂直行业的数字化发展新路径。
思科从1994年进入到中国,已经服务中国30多年。“面向未来,思科希望自己的创新技术和解决方案,能为中国的现代化发展作贡献。”思科大中华区首席架构师蒋星介绍,思科希望通过对数据的可视性,和基于人工智能的数据分析,给客户一个自动化响应,从而提升客户从通信到应用、从云到端的体验。(光明网记者 孙满桃)