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来源：天美彩票客户端2024-09-09 17:48

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

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接档《如果国宝会说话》，看《奇妙中国》用童话视角打开“中国科技新国宝”******

　　如果用童话视角打开科技世界，走进超级工程的心脏，揭秘核心技术的精髓，会是怎样一种别开生面的奇妙体验？

　　由中央广播电视总台央视频出品，开年特别策划推出的系列纪实短视频节目《奇妙中国》，将接档《如果国宝会说话》，于1月11日-1月20日每晚19:55档在CCTV-9播出，并在央视频、央视网全网首播。节目由央视娱乐传媒、青岛城市传媒联合出品，并由总台记者王冰冰为超级工程倾情代言，以讲述者的视角带观众踏上这场“科学精神的奇妙之旅”。

　　作为总台旗舰平台央视频2023年度重磅融媒体项目，《奇妙中国》将以每集五分钟的体量向观众呈现近十年来举世瞩目的中国工程与科学成就，是一系列关于超级工程的童话故事。节目秉持总台“思想+艺术+技术”的创作理念，首次将宏观视野、微观表达、童话叙述创新融合，在展现科技魅力的同时，将科学带给生活的变化和意义，生动有趣地呈现在屏幕上。

　　模拟童话叙述，第一视角走进“工程心脏”

　　如何诠释科学带给人类的非凡变化？《奇妙中国》在故事讲述上开辟出一条童话叙述的全新思路，从人文和命运共同体的角度照见科学成就。节目通过总台记者王冰冰的讲述，从第一视角带观众走进大国工程背后奇妙的科技世界，用描摹童话故事的口吻揭秘近年来中国出现的“工程奇迹”，营造出科学带给人类的奇妙感。

　　首次播出的十集节目，涵盖航天、航海、新能源、新基建等十个不同领域的重大工程——探索中国航天深空探测的奥秘，感受“超级火箭发动机”的冰与火之歌；解锁黑暗地下世界的开路先锋，见证“地下建设者”实现遁土而行的超凡想象力；寻访如同现代艺术装置的发电设备，在“新蒸汽时代”看见“超超临界”的神奇与高效；走进戈壁沙漠深处，领悟“光能24小时”中人类捕捉光线、获取能量的最初梦想。此外，还有让人类实现贴地飞行的“磁悬浮列车”，在数字信息时代处理海量信息的“超级数据库”，用科技让人们实现共同发展的“环沙漠铁路”……跟随王冰冰的视线，《奇妙中国》将为大家集中呈现一幅立足当下、展望未来的中国发展新图景。

　　刷新视听语言，微观表达触摸“科技之美”

　　如何演绎科技想象中蕴含的浪漫色彩？《奇妙中国》在表现手法上用影像语言触摸超级工程的深层肌理，在细节中展现科技之美，在逻辑中突显科技之力。节目通过微观视点下的特殊视效以及富有童话色彩的拟人化语言，创造出一套独树一帜的视听语言风格。

　　微观影像呈现童话视角、CG动画重现科技原理、微缩模型展现科技细节……全片创意融合移轴摄影、微距镜头、微缩景观、CG动画特效等特殊拍摄和制作手法，刷新国内人文科学类纪录片拍摄制作方式，用工业美学的方式雕刻出科技美感，创造出一个既真实可感又妙趣横生的科学童话世界，同时契合影像风格的旁白和音乐元素，进一步烘托出童话奇幻的氛围。

　　彰显人文精神，打开有温度的“科学童话”

　　总台记者王冰冰极具亲和力和感染力的讲述方式，配以节目令人耳目一新的表达方式，为这些超级工程赋予了可爱灵动的生命力，让深奥的科学变得生动、鲜活、有趣，着上了一层人文关怀的温度与底色，这样的精品力作将为青少年打开一个“童话般的科技世界”，有助于影响并塑造他们的科学人文精神，为他们的未来种下一颗科学人文精神的种子。

　　作为一部讲述中国工程与科学成就的人文科学类纪实短视频，《奇妙中国》用童话般的视听语言对准大国重器，讲述中国科技故事，在以小见大、引人入胜的微观表达中，捕捉到科技作为人类机能延伸的浪漫色彩。节目将如同一张张“小而美”的中国科技名片，向世界讲述中国式现代化背后承托起人民幸福生活的“国之大者”，展现其中蕴含的中国智慧、中国力量和中国精神。