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
擅建楼层引发邻里纠纷 十年矛盾终达成执行和解******
“问题解决了,我们心也舒服了。”近日,广西融水苗族自治县人民法院执行局成功化解了一起排除妨害案件,使得十年邻里纠纷终达成执行和解,申请执行人韦先生在执行和解书上签字时由衷地发出感叹。
韦先生是广西融水县融水镇某街道38号房屋的所有人,艾先生是与他相邻的39号房屋的所有人。2012年底,艾先生房屋拆旧建新,韦先生认为艾先生新建房屋侵占其房屋楼面空间,双方产生矛盾纠纷。经邻居及相关部门调解无果后,韦先生以艾先生建新房屋未做好防护措施,导致建筑渣土掉落到韦先生房屋瓦面以及新建房屋第四层飘出墙面10厘米侵占韦先生房屋楼面为由,于2015年1月向广西融水苗族自治县人民法院起诉,请求排除妨害。广西融水苗族自治县人民法院经审理后作出民事判决,认定“艾先生房屋第二、三层的墙体均为12墙体,建造到第四层的时候,艾先生将第四层地梁增厚为18厘米,第四层墙体砌成18墙体。艾先生四楼南墙自西向东长达3.78米,砌砖飘出其房屋第三层楼外墙,并侵占到韦先生房屋楼面5至10厘米”事实,并判决艾先生于判决生效日期内自行清除韦先生房屋瓦面上的建筑渣土并修复被损毁的瓦面以及拆除其房屋第四层南墙侵占到韦先生房屋楼面的建筑。该判决生效后,艾先生不服判决,向广西融水苗族自治县人民法院申请再审,广西融水苗族自治县人民法院经审查后认为原判决事实清楚、证据充分、程序合法,于2016年11月作出民事裁定,裁定驳回艾先生的再审申请。后因艾先生未主动履行上述判决,韦先生向法院申请执行,广西融水苗族自治县人民法院已将该案执行完毕。
本以为双方矛盾就此结束,没想到艾先生又顺着第四层的墙面继续加建新楼层,韦先生认为艾先生加建行为也构成侵权,故继续向人民法院起诉。经一审、二审、再审程序审理后,2021年12月,法院最终判定:艾先生自行拆除其房屋第五层南墙飘出侵占到韦先生房屋楼面的建筑及清除其掉落在韦先生房屋瓦面上的建筑垃圾。此时,距离最初双方产生矛盾已经将近十年,艾先生已于2021年6月死亡,其配偶陈女士继承涉案房屋。2022年10月,韦先生向法院申请强制执行,本案进入执行阶段。
为真正达到案结事了,执行法官多次到现场勘察,向邻里居民详细了解情况,并调阅了与该案相关的证据资料。经过仔细勘察研判,负责承办该案的合议庭成员一致认为这起案件有和解的基础,于是执行法官对双方当事人进行耐心细致释法答疑,消除双方的对立和顾虑后,再借助邻居、律师热心参与开导,促使双方最终以陈女士补偿韦先生2万元现金的方式和解,并签署了执行和解协议。至此,持续十年之久的相邻关系纠纷案得以顺利解决,取得了良好的法律效果和社会效果。(何思洁)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)