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
东西问·中外对话 | “全球化”概念首倡者:“统一的西方”概念已经过时了******
中新社柏林4月22日电 题:“全球化”概念首倡者:“统一的西方”概念已经过时了
中新社记者 彭大伟
马丁·阿尔布劳(Prof. Martin Albrow)是西方率先提出“全球化”概念的学者之一,从事社会学职业生涯长达半个多世纪。马丁·阿尔布劳获剑桥大学博士学位,他是英国社会科学院院士、英国社会学会荣誉副主席、全球中国学术院荣誉院长。阿尔布劳教授近年来的研究方向转向中国,已出版两本研究人类命运共同体的专著。
中新社德国分社首席记者、中新网研究院副院长彭大伟近期与阿尔布劳教授进行了对话。阿尔布劳表示,人类无法回到新冠疫情前的世界,但全球范围内的科学家们围绕抗疫开展的大量合作本身就是一项全球性的进程,展现了全球化所取得的进展。
阿尔布劳认为,西方理解中国抗疫需要理解中国社会秩序所具备的历史基础,以及中国的执政党从中国传统中所汲取的治理智慧;中国的治理模式下,中央对社会的管理更加深入,也更有效率,这也造就了疫情下中西方表现的巨大差别。
图为马丁·阿尔布劳著作。供图针对中国能否避免“修昔底德陷阱”,实现和平崛起的问题,阿尔布劳认为,我们不应总是执着于旧式的地缘政治视角,而是更多地关注人工智能等新技术的发展,并且从国际社会的角度共同携手治理,进行对话与沟通,以引导新出现的技术向善,并管控风险。
图为马丁·阿尔布劳 供图对话实录摘编如下:
彭大伟:您认为新冠疫情对全球化的发展会造成怎样的影响?我们能否最终回到我们曾经熟悉的那个“疫情前的世界”?
阿尔布劳:简单地说,我的回答是“不能”。我们无法重回疫情暴发前的那个世界,这是因为我们本来就无法回到过去。疫情让我们看到,全球范围内的科学家们合作研究病毒、开发疫苗、交流信息,这就是一项全球性的进程,展现了全球化所取得的进展——至少在科学技术等领域。当前全球化的推动力来自于一种强大的压力,这种压力指向如何更好地通过技术控制住疾病、气候变化和实现军备控制等等。
彭大伟:我此前采访马丁·雅克先生时,他曾说,要想理解中国抗疫,西方最好去读一读孔子。西方是否应从中国的做法中获得借鉴?
阿尔布劳:在某种程度上,是的。我将儒家伦理视作中国古老的文化传统中非常重要的一个方面。两者是密不可分的。另一方面,我认为与儒家相关的若干实践,尤其是强调读古书、通过教育提升社会地位等,至今仍对中国社会具有十分深刻影响的因素。西方不应忘记的一个事实是,中国共产党是建立在中国数千年的传统之上的。尤其是考虑到中国传统中关于一个人应当通过知识和教育提升自身社会地位的部分,中国共产党是一个推动教育运动的政党,与纯粹的经济因素相比,它更重视文化价值、伦理因素。
西方理应理解中国传统中的这一关键思想。这意味着,当应对新冠大流行这样的灾难时,国家做的是去唤起社会价值中广泛的共识。中国的执政党从中国传统中汲取了治理智慧。在这一意义上,我赞同马丁·雅克所说,我们永远不应忘记中国社会秩序所具备的历史基础。
我想补充的是,除了历史传统外,中国共产党还从中央层级提供了非常强有力的推动力。基于此,中国的中央政府对社会的管理更加深入,也更有效率,尤其是借助现代技术的帮助后,这方面的管理效率之高(与西方相比)就更加突出。甚至在帝制时代的中国,这样的社会管理都是无法实现的。因此在疫情下,中国的表现和西方就有了巨大的差别。
彭大伟:您认为中国能真正实现和平崛起吗?
阿尔布劳:美国学者亨廷顿提出的“文明冲突论”,其立论建立在不同文化之间的深层次差异之上。但我并不真正相信这一理论,这是因为我认为不同文化可以共存,而且以一种相对和平的方式共存,并相互交流。不同文化之间或许会出现争端,但这并不意味着文化的差异性导致它们无法共存,共存是可能的。另一方面,至于“修昔底德陷阱”这一概念,与其说关注文化领域的现实,不如说更侧重于战略领域的现实。“修昔底德陷阱”关注的是这样一种事实,即“如果在一个单一世界里,有两方争夺主导权。那么要想避免爆发冲突,对双方而言都将变得十分艰难”。与文明的冲突相比,我认为第二种情景对世界构成更加真实的风险和威胁。
我并不认为我们未来一定会面临“修昔底德陷阱”。只要我们将精力集中在上述全球融合的领域,聚焦我们的共同之处,这就包括全球化的生活方式,一切能够将我们凝聚在一起的文化成果。我认为这将胜过那些持续希望向外扩张、挑动冲突的群体和组织的影响力。
资料图:中欧班列长安号跨里海、黑海班列首发。 西安国际港务区供图我更加担忧的是,由于某些偶然事件所引发的冲突和争端,例如人工智能的崛起,或是新型武器的发展。这是因为它们很容易就会发展到全自动的水平。各国在争夺新型武器的过程中也会卷入争斗。这些都是真实存在的风险,全世界都应该关注到这一风险。换言之,最大的风险不是地缘战略问题,而是新技术带来的后果。
彭大伟:假如真的要迎来“亚洲世纪”,西方已经准备好接受这样一个世纪了吗?西方会乐见亚洲成为世界中心吗?
阿尔布劳:我们所谈论的这个“西方”,其影响力目前看上去覆盖了世界的绝大多数地方,但“西方”绝对是在通向一个更加碎片化的方向。“西方”不会像美国人所希望的那样被视作一个整体。的确,美国总统拜登正在试图构建某种意义上的“民主国家联盟”,而这种做法已经近乎可笑了,因为拜登基本上是在邀请所有“不喜欢中国的国家”加入其中,而并不计较这些国家到底持什么政策、拥有什么政体。
我认为,“统一的西方”这样的概念已经过时了。从这个角度来看,中国的领导力如今在国际机制和国际组织中体现得淋漓尽致,中国正努力推动这些机制和组织聚焦于全球共同的目标,聚焦于务实的项目、为全世界树立榜样,正如中国在应对气候变化和发展太阳能发电等诸多领域所做的那样。
中国不仅拥有作出重大决策所需的资源和政治体制,更能够迅速地作出决策、且将其付诸实施。这是中国相比世界其它国家所具有的一项比较优势。
资料图:一处光伏基地。孙睿 摄彭大伟:您对中国推进实现共同富裕有何看法?
阿尔布劳:中国过去半个世纪以来的案例十分引人入胜。50年前,中国几乎没有什么能够被称为“福利国家”的要素。而在过去50年间,中国在教育和医疗等方面的公共福利持续得到增长。这是实现共同富裕的重要一环。
因此中国是具备实现共同富裕的要素的。中国人口数量众多,且十分勤劳。与此同时,中国的政府明白应该经常地引导富裕群体去帮助那些在经济生活中不够成功的人群。我们需要明白的是,仅通过勤劳是不足以创造财富的,还需要有竞争。在这一方面,中国政府表现出了极大的智慧,将竞争放在一个符合全体人民共同利益的水平上加以管理。
彭大伟:过去十年,中国特色社会主义进入新时代。您对中国这十年的发展有何看法?最重要的进展是什么?
阿尔布劳:过去十年最重要的特点之一是,中国共产党更加广泛地代表了道德、社会和伦理层面的价值,更好地代表了整个中华民族的社会意识(social conscience)。如果中国共产党能够更好地胜任这一角色,且这一角色越来越得到普遍的接受,正如近十年所发生的那样,那么(中国的)未来看上去是十分充满希望的。(完)
编者按:访谈全文收录在阿尔布劳新著《中国与人类命运共同体:探讨共同的价值与目标》(伦敦:环球世纪出版社,2021年版),并在2022年伦敦国际书展面向全球推介。
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