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
【我们这十年@坐标中国】中国速度，让奇迹不断发生******
中新网北京10月12日电题：中国速度，让奇迹不断发生
记者 李金磊
有一种速度叫中国速度，有一种效率是中国效率。这十年，中国速度一次次惊艳世界。
时速600公里的高速磁浮交通系统，使2000公里范围4小时通达，中国人的出行是贴地飞行、御风而行。
眼睛一闭一睁，9小时改造一座火车站，8小时拆完589米立交桥，“基建狂魔”让不可能变为可能，让世界首富埃隆•马斯克也伸出大拇指点赞。
……
如果要列举中国速度的“名场面”，可谓俯拾即是。中国速度展现了中国经济社会发展的日新月异，展现了综合国力和民族自信的与日俱增。
中国速度，是中国大力推动创新的生动写照。
这十年，中国持续实施创新驱动发展战略，科技实力显著增强，创新能力迈上新台阶，科技引领力不断增强，工艺工装持续创新，让中国速度不断提速、提速再提速。
从时速400公里的高铁，跨越到时速600公里的高速磁浮，这背后是加速能力、制动能力、抗噪能力等控制策略创新设计的支撑。没有自主创新，就突破不了限制和瓶颈，实现不了中国速度的跃升。
被誉为“煤海蛟龙”的掘支运一体化快速掘进系统，依靠科技创新“挖”出了世界纪录，实现了中国巷道掘进技术与装备从“跟跑”到“并跑”再到 “领跑”的转变。没有自主创新，就难以保障中国能源安全。
中国速度，是中国人民携手奋进的鲜明例证。
中国速度为什么能这么快？这离不开中国人民的辛勤付出和奋勇拼搏。
在东南沿海，“基建狂魔”集结两万多名建设者，建成55千米长的港珠澳大桥，世界最长的跨海大桥才得以横空出世。
面对589米要拆除的立交桥，央企的建设者们派出了200余台挖掘机同时作业，在桥两侧一字排开的挖掘机伸出长臂，就如一只只蚂蚁，努力啃食钢筋水泥，一夜之间就让这个庞然大物消失。
不疯魔不成活。正是有赖于无数建设者、劳动者夜以继日、兢兢业业的付出，才能成就中国速度。正是亿万人民的奋勇拼搏，汇聚出磅礴的中国力量，才能让世界为中国速度叹服。
中国速度，是中国制度优越性的形象印证。
中国速度，也充分彰显了中国特色社会主义制度集中力量办大事的显著优势。
面对新冠肺炎疫情，中国展现出非凡的组织动员能力、统筹协调能力、贯彻执行能力，仅仅用10天就建成了火神山医院，12天建成了雷神山医院。
一方有难，八方支援。面对自然灾害，在高效的组织下，中国会用最快的救援速度来最大限度保护人民群众生命财产安全。
“乘风好去，长空万里，直下看山河。”中国速度的背后，是一个不断创新、奋进的中国。在大国建设者一往无前的努力下，中国速度将继续创造一个又一个新的奇迹。(完)
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