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
2023春运高位运行:如何答好新“考卷”******
【贯彻党的二十大精神·推动高质量发展】
光明日报记者 訾谦
1月7日,一年一度的春运“大考”正式拉开大幕。不再落地检,不再隔离,不再查健康码……作为疫情防控进入新阶段后的第一个春运,今年春运备受全国人民的关注。
回家过年,是中国人最深层的情结;趁着春节来一场旅行,也是许多家庭一年中最重要的期待。过去三年,在“就地过年”的倡导下,许多家庭中的成员分散在各地,未能与家人在春节团聚。如今,随着防疫新政的落地,回家的温暖正在期待中升温。不论是踏上回家的归途,还是走在旅行的路上,不管目的地在何处,春运的方向就是家的方向。
中国铁路南昌局集团南昌车辆段工作人员进行巡检作业。肖尧摄/光明图片
尽享团聚 客流量显著提升
春运首日,在中原大地上,郑州东站的候车大厅内南来北往的乘客熙熙攘攘,候车大厅服务台上摆放着的年宵花束年味十足。
57岁的刘大妈一手拎着一捆山药,一手提着几包大枣和胡辣汤料,眼睛时刻关注着候车大厅屏幕上的车辆信息表,生怕错过了高铁。
“今年我去北京女儿家里过年,她工作比较忙,已经两年没回来了,我这次去正好给她带点家乡的特产!”刘大妈话语中洋溢着掩饰不住的兴奋,“去年高铁提速,从郑州到北京只需要2小时11分钟,现在出行也方便,以后我可以常去看女儿了!”
与此同时,在祖国的北方,一台从哈尔滨站始发的Y687次旅游专列正缓缓驶离站台,踏雪寻冬。据悉,这是今年春运期间开行的首趟冰雪环线旅游专列,大量来自我国华东、华南等地区的游客搭乘专列,开启冬日畅游北国风光之旅。
“我早就想来东北看看真正的大雪长什么样子了!但这几年由于疫情原因,一直没有出过远门。今年政策调整了,学校也放假得早,我就跟爸妈一起来这边过新年。”列车上,21岁的广州小伙王博文被窗外的雪景所吸引。据他介绍,今年寒假他要趁着这个空闲,把雪乡、雪景和滑雪统统体验一遍。
不论是返乡还是旅游,对于正在亲历今年春运的旅客来说,都能明显感受到客流量的显著提升。根据交通运输部初步分析研判,今年春运期间客流总量约为20.95亿人次,比去年同期增长99.5%,恢复到2019年同期的70.3%。从客流构成看,预计探亲流约占春运客流的55%,务工流约占24%,旅游和商旅出行分别约占10%。
同程研究院首席研究员程超功表示,与2022年同期相比,2023年春运表现出强劲的复苏势头,铁路、民航、公路的旅客发送量预计会有较大幅度增长。客流量整体走势方面,春节前的客流高峰较往年相对平滑,但探亲流与务工流在春节前5至7天内仍将出现明显的叠加效应,客流高峰时段传统返乡线路的运力仍然偏紧。
正因如此,为了进一步满足旅客的出行需求,交通运输部门采取了多种方式增加运力。数据显示,今年春运全国铁路最大客座能力比2019年增长11%,高峰日最高可安排开行旅客列车6107对,客座定员可以达到914万人。国铁集团客运部主任黄欣表示,铁路部门将统筹用好去年开通的新线和新站资源,以及新投用的复兴号动车组等先进装备,增强路网整体功能,提升客运能力。
此外,春运期间全民航日均安排客运航班11000班,中国民用航空局总飞行师万向东表示,虽然这个数字不及2019年春运,但民航局将积极引导航空公司在筑牢安全底线的前提下,支持春运期间国内航线加班,鼓励航空公司更灵活地调配运力,满足春运期间热点地区、热点航线的旅客出行需求。
江西赣州西站工作人员为小旅客送新春礼物。邹阳摄/光明图片
保障有力 旅途中收获温暖
“这几年坐飞机都没有这么方便了,现在简直是‘畅行无阻’!”8日,在北京大兴机场的航站楼内,冉宇踏上了春节前最后一趟出差的旅途。
据冉宇介绍,出差是他工作中非常重要的一部分。两年来,他每次乘坐飞机前都要提前3小时来到机场,就是因为扫码、测温、报备等多种防疫措施可能会导致旅客排队,从而耗费大量时间。“现在又恢复了曾经的无纸化乘机,对旅客来说真的方便多了。”
良好的服务保障能够在春运中给旅客带来更多幸福感,方便、快捷的服务体验不仅可以提升出行效率,还可以让旅客在回家路上尽享愉悦的心情。
春运工作专班副组长、交通运输部副部长徐成光表示,今年春运,交通运输部门将加强各种运输方式信息共享和运力对接,不断提升旅客换乘效率,及时增开售票窗口、自助终端和安检通道,积极推广应用线上购票、电子客票、自助验票等服务,扩大无纸化、无接触服务范围。积极关爱帮扶老幼病残孕乘客,完善无障碍设施,提供必要的出行帮助。
其中,中国铁路南昌局在11个学生流主要地车站,为学生团体旅客提供预约进站、专区候车、优先检票上车服务;中国铁路呼和浩特局则在部分车站为候车旅客送上精心准备的春联和福字,向广大旅客送上祝福;北京大兴机场针对12至17岁没有家长陪同的青少年群体推出“无成人陪伴青少年服务”,弥补青少年这个无人陪伴旅客群体服务的空白;上海浦东和虹桥机场则为需要帮助的旅客提供无障碍洗手间、独立母婴室、安检无障碍通道和私密检查室等无障碍延伸服务……
“这几年,虽然疫情影响了很多旅客的出行,但作为经常出差的‘赶路人’,我可以真真切切感受到出行体验的一步步改善以及‘交通人’的无私付出。”冉宇说,如今出行条件越来越好,服务质量越来越高,旅客在春运中收获的幸福感自然越来越多。
据悉,今年春运期间,铁路部门将全国站内便捷换乘的车站由过去80个增至100个,同时在到站补票和列车补票业务环节全面实施电子化,旅客在办理补票、变更等业务时,不再收取手续费;民航部门也进一步优化航班计划编排,切实减少因航班取消和延误给旅客出行带来的不便。
每年春运对交通运输部门来讲都是一场“大考”,今年的“考题”可能更难。徐成光说:“全体交通人都深知做好今年春运工作的极端重要性,我们将以最大能力、最佳状态、最优服务,努力打造平安春运、健康春运、便捷春运、舒畅春运。”
检车员检查轮缘踏面,确保列车运行安全。张学冬摄/光明图片
未雨绸缪 多措并举保安全
不论是民航还是铁路,今年春运以来,在为旅客提供便捷服务的同时,如何在满足群众出行需求下降低疫情传播风险,成为交通运输部门需要面对的挑战。
早前,铁路部门已经明确,倡导旅客错峰出行,减少人员聚集,强化车站客流组织,积极推广无接触式服务,引导旅客有序分散进站候车,保持安全距离。民航局也明确要求做好疫情防控相关工作,持续做好客流引导,尽可能为旅客提供无接触式服务,并做好一线员工健康监测和重点场所清洁消毒、通风,降低旅客感染风险,让旅客安心出行。
2023年春运启动,旅客在深圳北站乘车。新华社发
“春运是人员流动规模最大、出行最为集中的时期,百姓回乡过年、探亲访友的愿望较为强烈,特别是农村地区群众返乡、探亲访友、赶集赶场等出行需求增加,新冠疫情向偏远农村地区扩散的风险明显增大。”交通运输部运输服务司相关负责人表示,旅客在出行前可多关注交通部门的出行提示,提前做好出行规划,备足随身携带的个人防护用品。
此外,据北京市交通管理局工作人员郅煜介绍,如今许多百姓已经“阳”过或正在“阳”,有发热、咳嗽等症状者,为了缓解症状,多数人会吃退热类药物及止咳药物。很多止咳药和感冒药中都含有引起眩晕和嗜睡的成分,服用后会出现嗜睡、头晕、反应迟钝甚至视觉模糊等副作用。
“如果春运期间需要驾车出行,服药后所出现的眩晕或幻觉会使人难以集中精神,势必影响驾车安全,很容易酿成祸患。”郅煜表示,如今药物种类繁多,每个人遇到的副作用不尽相同,建议服药前仔细查阅说明书,如服药后出现身体不适或上述不良反应时,应待好转后再驾驶或使用其他交通工具。
郅煜还指出,部分“阳康”后的驾驶员可能会有胸闷、气短、头晕等情况。如遇这些情况,要注意补充水分,及时休息,不疲劳驾车,开窗通风。
对于选择铁路或民航出行的旅客来说,今年春运则要提前规划好行程时间,避免在候车室、候机室等人员密集场所长时间停留。专家表示,在候车、候机时,需全程佩戴一次性医用口罩及以上级别口罩。在旅途中,还要尽量减少在交通工具上的用餐或饮水次数,打喷嚏时用手肘或纸巾遮掩,减少病毒散播风险。
另外,现在许多人有随身携带酒精消毒喷剂的习惯,但不论是乘坐火车还是飞机,酒精均属于违禁物品,旅客不仅不能随身携带,而且不能托运。旅客在旅途中如有消毒需求,可以随身携带处于完整包装下的消毒湿巾、棉片,但限于个人自用的合理数量。
“运输安全历来是春运工作的重中之重,相信在大家的携手努力下,今年春节一定是一个安乐祥和的幸福年!”交通运输部运输服务司相关负责人说。
《光明日报》( 2023年01月12日 15版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)