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
上海站“心尚”工作室:真正把旅客的事放在心上******
面对今年春运期间日均约23.9万人次的客流量,如何把服务做到旅客心上?铁路上海站“心尚”服务工作室领衔人周绚心里有数。经常一天走两万步,“服务心得”密密麻麻记在两个笔记本上,加入多个残疾人、病友等重点旅客出行微信群……从事铁路客运工作10余年来,周绚热心帮扶了老弱病残孕等重点旅客4万余人。
随着疫情防控政策进一步优化,铁路将在今年春运期间迎来出行高峰。从1月7日至2月15日,铁路上海站(下辖上海站、上海南站、上海虹桥站等7个站点)预计发送旅客955万人,同比增长38.7%。为此,铁路上海站在恢复各趟列车开行的同时,增开多个方向旅客列车272对,并将根据客流情况精准实施“一日一图”,通过加开列车、动车组重联、普速列车加挂车厢等方式增加运力。
为提升旅客的出行体验,让旅客感受到“被放在心上”的贴心服务,2015年,上海直属站整合上海站、上海南站、上海虹桥站内的雷锋服务站,创建“心尚”服务工作室。周绚是工作室的首批15个“学徒”之一。
“要成为‘心尚’工作室的一员,除了业务过硬,还要有服务旅客的热情和发自内心的信念感。”1月7日早上5点,周绚和同为铁路工班长、供职于上海站的丈夫一起出发,分别前往各自的工作岗位。这一天是春运首日,铁路上海站总计发送旅客23.27万人,同比增长45.8%。周绚全天要为40名重点旅客提供服务。到了春运高峰期,她服务的重点旅客数量将会翻一倍。
“心尚”服务工作室客运员范皓介绍,《特殊重点旅客登记簿》记录了每天提前通过12306网站或电话预约的重点旅客的信息,包括车次、开车时间、站台等,“比如旅客需要优先进站、需要轮椅等情况,我们都会备注”。
范皓2022年进入工作室,成为周绚的徒弟和助手。在她眼中,急旅客之所急是每名“心尚”人的责任,“这种需要和被需要紧密相连,给了我们很大的动力”。
上午10点20分,周绚推着轮椅来到上海虹桥站进站口,帮助一位刚出院的老人搭上返乡的列车。把老人安顿好后,她还不忘嘱托列车员到站时帮老人搬下行李,并安全送到接站的家人手中。
“因为工作原因我没有办法送妈妈回家,听朋友说铁路也可以提供重点旅客服务,就提前在网上预约了。出发前,‘心尚’服务工作室的工作人员反复给我打电话沟通,不仅让我们体验了便捷的服务,他们的责任心还给了我们安全感。”这位老人的女儿对中青报·中青网记者说。
很多常年往返于上海虹桥站和家乡的旅客,都成了周绚的“固定”服务对象。90后女孩任芬就是其中之一。
2019年,患有多种罕见疾病的任芬在妈妈的陪同下,在上海多家医院就诊后,被急救车送到上海虹桥站,计划乘高铁返回家乡安徽省全椒县。由于身体不便,她和妈妈到“心尚”服务工作室求助,从此,几乎每月一次的求医往返旅程都有了周绚的细心陪伴和照顾。那时候的她基本不能自理,需要用担架运送。
随着身体好转,任芬来上海就诊的时间间隔逐渐延长至3个月、半年、1年,现在已经可以自己操作电动轮椅去看病了。任芬平时会和周绚在线上分享彼此的生活,周绚每年都给任芬寄车站的春运吉祥物。
除了帮扶老幼病残孕等重点旅客,“心尚”服务工作室还负责问询服务台的客运业务咨询和站内失物招领。
近日,上海虹桥站每天登记失物招领人数有七八十人,物品达三四百件,这些物品由虹桥站内的仓库暂时保管,期限为180天,逾期的物品将交由公安机关处置。
负责失物招领的客运员邵晓路介绍,每个负责失物招领的客运员需要值守24小时,从早上开行第一班列车开始,到深夜最后一班列车到站为止。春运开始后,他们平均每天只能睡两三个小时。
随着重点旅客服务需求的增加和旅客对温馨快捷服务的认可,“心尚”服务工作室吸纳了越来越多有责任心的年轻人加入。
“工作室的28个小伙伴平均年龄只有28岁,基本都是女生,春运期间很辛苦,但都任劳任怨。”周绚说,为了打造优质服务的金字招牌,从去年10月开始,该工作室在线上和铁路候车室发放了关于提升服务质量的调查问卷。在收回的120份问卷中,他们摸到了重点旅客出行的“痛点”,采纳并落实了在无障碍电梯处张贴方位指示标识的建议,便于残疾旅客确认在车站的具体位置并告知工作人员。
此外,他们还在各站区设立医疗服务点,邀请医务人员在节前高峰到站坐诊、巡诊,为旅客提供医疗救助,并在各站区工作室内配备“安康袋”,为身体不适的旅客提供姜茶包、润喉糖以及应急药品、冰宝贴等物品。
春运是每个铁路人一年中最繁忙的时间段,也是周绚家里最冷清的时候。“每天早出晚归,和爱人一周也见不了几面,孩子就只能交给家里的老人来带。但是她知道爸爸妈妈在送无数人回家团聚,所以很听话,我们也很欣慰。”周绚说。
本报上海1月8日电
中青报·中青网记者 王一迪 魏其濛 来源:中国青年报
(文图:赵筱尘 巫邓炎)