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
如何区分新冠症状是寒证还是热证?怎么用药更对症?******
光明网讯(记者 林佳欣)在中成药的使用中,很多药的适应症都有风寒和风热的区别,如何区分自己的新冠症状是寒证还是热证,怎么用药才能更对症、更有效?北京中医医院院长刘清泉在今天(3日)下午国务院联防联控机制召开的新闻发布会上作出回应。
刘清泉表示,近期很多人咨询用药的风寒、风热问题,说明大家对于如何辨识和认识风寒风热是非常关注和重视的。对于新型冠状病毒感染这样的疾病,中医称为“疫病”。通俗来讲,新冠是传染性很强的外感病,既然是外感病,不管诱因是风寒还是风热,大部分都表现出发烧、怕冷、乏力、咽喉疼痛等临床症状。首先,不管是风寒、风热引起的临床不适,我们用具有解表功能、治疗感冒的药物治疗都是有效的。当然,如果有专业医生从中医理论进一步区分开风寒风热进行治疗,可能疗效会更为迅速一点。
刘清泉指出,从临床来看,出现发烧、怕冷、总想穿一些厚的衣服、肌肉酸痛、咽干咽痛、乏力、鼻塞流涕等症状,我们往往把它归属于风寒诱因,患者服用疏风解表的治疗感冒的中成药就足够了,比如在北京地区或者北方地区常用的感冒清热颗粒,传统的名方荆防颗粒、正柴胡饮颗粒等都可以很好地解决这类问题。
另外,有一部分人出现发烧,甚至高烧达到39度,这时候咽喉疼痛感非常明显,不是太怕冷,只是感觉肌肉酸痛,不是冷得非要穿厚衣服、盖厚被子,并且有乏力、咳嗽症状的情况下,从中医的归属上,它可能是风热诱因所导致的疾病。此时患者要用疏风清热或化湿解表、清热解毒这类中成药,也可以参考国家中医药管理局的《新冠病毒感染者居家中医药干预指引》里面推荐的药物,比如连花清瘟、金花清感、疏风解毒、宣肺败毒、清肺排毒、热炎宁、银翘解毒颗粒、蓝芩口服液、复方芩兰口服液、痰热清、双黄连、抗病毒口服液等。
刘清泉还提醒患者,如果有类似不适症状时,选准一种中药并按照说明书或咨询专业医师来服用就够了,如果服用1—2天后症状仍然没有明显缓解甚至加重,或者高烧不退,还是要及时到医疗机构就诊,千万不能盲目吃药。比如这个药不行,马上加另外一个药,再加上另外一个西药,这样加来加去,可能会有很多不良反应,这是不科学、不规范的服用方法。当然,一些特殊人群,比如65岁以上尤其是80岁以上的老年人群有慢性基础病的(比如有肿瘤的,还有免疫相关疾病的,慢性肾功能衰竭在做常规透析等情况),这些人群如果感染了新型冠状病毒以后,吃中成药时一定要向专业医师咨询,在医生的规范指导下才能真正取得疗效,否则可能会耽误病情、延误病情,甚至最佳的救治时期。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)