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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

（中国这十年·见微）黄河岸边好风景：“天鹅湖”畔“古镇兴”******

　　中新社太原10月12日电 题：黄河岸边好风景：“天鹅湖”畔“古镇兴”

　　作者 杨佩佩

　　秋冬季节，“黄土高原第一湖”圣天湖将变身“天鹅湖”。

　　从近千只增加到近万只，十年来，从西伯利亚飞来的大天鹅成了山西省运城市芮城县圣天湖的“常客”。

　　“环境越来越好，与我相伴的大天鹅已从几十只到如今上万只。”距离芮城县几十公里的平陆黄河湿地，大天鹅数量也逐年增加，何建喜是这里的一名巡护员，陪伴大天鹅十余年。

　　于何建喜而言，大天鹅就如同回家过年的孩子。“我就住在黄河边，每年它们快来时，我每天都去河边转转，等着它们。”

　　除了大天鹅将黄河沿岸水域选作越冬栖息地，黑鹳、灰鹤、火烈鸟、大鸨、丹顶鹤等越来越多的野生动物“做客”山西，山西省林业和草原局野生动植物保护处处长王裔飞向记者分享道。

　　这些远方来客的身影从平陆、芮城等山西南部沿黄湿地，已逐步向汾河、桑干河、沁河等流域扩散，诸多城市周边湿地也成了它们的“驿站”。

　　山西段一泓清水入黄河，喜上眉梢的当然少不了当地民众。“天鹅湖”的美景增添了冬日情趣；水质提升更让内陆民众有更多“亲水”机会。

　　汾河，被称为山西“母亲河”，是黄河的第二大支流。曾经因产业畸重，汾河水质污染严重，两岸黄土裸露、垃圾遍地，“老太原”避之不及。

　　如今，汾水清流，水鸟栖息。民众不仅能够进行水上运动，还能乘船游览汾河两岸美景，再现“泛楼船兮济汾河，横中流兮扬素波”景象。

　　如此景象来之不易。黄河流经山西，水流量偏小，泥沙含量偏大，水文特征复杂；改善水域环境更需“组合拳”。

　　近年来，山西省开展黄河流域林草生态建设，实施山水林田湖草沙综合治理、系统治理，并采取湿地保护与恢复、退耕还湿、湿地生态效益补偿工程等措施。黄河中下游最大的国家级湿地保护区圣天湖湿地、平陆黄河湿地、汾河等水域的“强壮体魄”与“吸引力”都来自于此。

　　蓝天碧水青山渐成常态，背后还有这样的绿色支撑——十年来，山西每年造林都在400万亩以上，森林覆盖率由2010年的18.03%提升至2020年的23.57%，历史性超过全国平均水平。

　　“黄河宁，天下平。”黄河怀抱着中原激荡，由此孕育出的渡口文化依然福泽民众。

　　在“黄河第一镇”临县碛口古镇，随处可见游客坐在黄河岸边，一边听着黄河涛声，一边享用农家饭。

　　多年前，当地依托黄河文化发展旅游，吸引全国各地的艺术、摄影爱好者，年过六旬的李世喜也借此机会吃上“旅游饭”。

　　自小在黄河边长大，李世喜目前为山西省非物质文化遗产项目黄河纤夫传承人。“现在不仅开民宿，还经常去碛口古镇影视街当演员，展示非遗文化，一年挣近10万元(人民币)，生活一年比一年好。”(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）