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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

二十大代表风采丨旦增顿珠：二十余年匠人经历诠释西藏民族工业精神******

　　中新网拉萨10月8日电题：旦增顿珠：二十余年匠人经历诠释西藏民族工业精神

　　中新网记者赵朗

　　40岁的旦增顿珠与同事们仍奋战在24小时不间断的水泥生产一线，新冠肺炎疫情之下，工作内容与往日并无不同。他说，在这特殊时期，仍在正常生产，保供重点工程项目。

　　旦增顿珠是西藏高争建材股份有限公司(原拉萨水泥厂)副总经理、制成车间主任，他在这里已经工作了22年。在去年，他获得了全国五一劳动奖章。

　　他所工作的这家水泥厂是西藏最早的为数不多的现代化工业企业之一，1962年开始投产。自2000年中专毕业进入该企业后，这位普通年轻人的人生便与西藏民族工业发展有着千丝万缕的联系。

　　电话采访中，他告诉记者，刚进工厂第一年，在行政岗位，直到2004年，走上了技术岗位，参与到生产一线中。他说：“起初跟着厂里的师父学习，因为感兴趣，也经常自己琢磨研究，做笔记，研究操作、观察数据，经常从实践中验证学习的理论知识。”

图为旦增顿珠(右)与同事。　旦增顿珠本人供图

　　在外人看来枯燥的岗位，旦增顿珠却乐享其中，性格好动，喜欢研究机械。于他而言，这份职业似乎早早为他定位了人生的发展方向。

　　在热爱中，旦增顿珠创造着自己的职业价值。近20年里，职务虽然变化提升，一直是技术骨干。

　　参与生产中，旦增顿珠也取得了很多让自己和工厂认可的成绩。在担任制成车间主任的6年间，通过他的不断努力，设备运转率年年提高，特别是在2015年创造了公司历史以来水泥磨机单台系统运转率100%的历史记录。他还为公司节约设备维修费100多万元(人民币，下同)。

　　2020年，旦增顿珠在制成车间利用停机时间对设备工艺系统进行了技改，减少了设备的跑、冒、滴、漏现象，极大降低了员工的劳动强度，减少了系统的故障点，提高了运转率。通过系统优化，磨机全年平均每台每小时产量大大提升，水泥电耗降低。2020年全年节约电费700多万元，取得了前所未有的好成绩。

图为旦增顿珠(左)与同事进行技术交流。　旦增顿珠本人供图

　　相较内地其他省区，西藏工业起步比较晚，所以公司也会组织员工到内地参观学习。旦增顿珠格外珍惜每次外出学习的机会。他回忆，早些年去山东的一家水泥厂，算是内地水泥行业中的标杆企业。在那里，绿色工厂让他大开眼界。也让这位走出高原的普通工人对绿色工厂和生态环保有了新的认知，更是让他认知到了西藏工业发展与内地的差距。让他最长见识的是，节能技术方面，“这家水泥厂转化废弃利用，用动能取代了电能”。

　　工厂发展这么多年来，旦增顿珠也见证并参与了水泥生产的技术改革。他说，2008年，厂里生产一线利用水泥煅烧的废气余热进行发电，变动能。2017年，水泥厂改进采用富氧燃烧技术，实现了节能降耗的效果。“西藏本身海拔高缺氧，所以采用这项技术充分燃烧燃料，节约能耗。”

　　“高争是西藏第一家水泥工业企业，到今年刚好60周年。”他说，企业经历了一甲子的变迁，作为二十大代表，他希望在自己擅长的领域中，能有所作为，让这座水泥厂成为西藏自治区的百年民族工业企业，更在高原填补水泥工业技术的空白。(完)