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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
夜空中最亮的星：“守夜人”的春节，只为一城灯火******
(新春走基层)夜空中最亮的星：“守夜人”的春节，只为一城灯火
中新网兴安盟1月12日电 题：夜空中最亮的星：“守夜人”的春节，只为一城灯火
作者 张玮 曾令刚
春节的脚步一天天临近，夜幕降临，矗立在大街小巷的路灯、彩灯、花灯点缀着城市的夜空，传递着浓浓的年味儿，也照亮着人们回家的路。
在这灯光的背后，离不开一群“守夜人”，无论严寒酷暑，他们总在深夜里奔波前行，守护一城灯火，成为夜空中最亮的星。
傍晚6点钟，位于内蒙古东部地区的兴安盟突泉县早已进入黑夜，高空作业车启动，带上修好的照明器、检修路灯的工具和反光锥，吕东、汤守义从单位出发，进入夜间工作模式。
吕东、汤守义是突泉县市政综合保障中心路灯管理所的路灯维修师，已有30年路灯维修经历的汤守义一边登车，一边与刚参加工作3年的“新生”吕东调侃着，“小吕，咱俩这是老小搭配，干活儿不累啊。”
图为吕东乘坐高空作业车检修路灯。 曾令刚 摄“春节期间，随着用电量增加，造成路灯变压器不稳定，经常会有短路的路灯。”吕东告诉记者，他们要对街道沿线的照明设施进行全面检修维护，及时更换破损的灯泡和烧坏的镇流器、触发器，并对路灯相关配套电力设施进行检修，消除隐患，确保春节期间城区照明设施能够正常运转。
吕东说，由于维修工少，所以春节期间的工作量显得比平时多了很多，白天不能占用道路资源，他们只能夜间上工。
“今晚的第一个任务是有群众打电话说有一盏路灯出故障了，咱们过去看看什么情况。”吕东说。
前往检修点的路上，吕东回忆起3年前他刚上班的样子，“刚上班那会儿，整个城区的几百盏路灯，我们都要靠夜间巡逻去发现路灯故障。”
“现在引进了路灯云控系统，能够实时监测路灯运行的数据，哪里路灯出故障，我们很快就能知道，节省了很多巡逻时间。”吕东说，这套路灯云控系统，不仅能自动点亮、按需照明，还能准确定位故障路灯。
说话间，记者随吕东和汤守义抵达检修点，一盏路灯忽明忽暗。3年的维修经验已经能让吕东判断出这是照明器里面的驱动坏了。
“把坏了的照明器换下来就行了。”停车，戴安全帽，放置反光锥提醒后方来车，快速打开灯杆下的灯门，拔掉保险，吕东和汤守义动作麻利。
“这活儿简单，我上吧。”进行高空作业的是汤守义，66岁的他身手敏捷地跨上升降台。
灯杆高10米，随着高空作业车升降台不断上升，人在半空中不受控制地摇晃，汤守义却神情淡定，升降台晃动丝毫不影响他工作。
冬日夜里，当地气温常常跌破-30?℃，“冬天作业的时候，我们戴的手套都特别薄，因为灯具的螺丝比较小，薄手套方便操作。”汤守义一边工作一边笑着对记者说，已经习惯了，虽然冻手，但可以坚持。“灯亮了，大家就方便了。”
几分钟时间，汤守义麻利地换掉故障照明器，吕东在地面上将供电箱内的电闸合上，路灯恢复正常照明，他们接着赶往下一个检修点，“今晚可能又得忙到凌晨了。”
春节期间，为了保障城市照明，路灯维修工的工作时间更加不确定，“接到报修电话，可能随时都要加班抢修。”吕东说。
“过年那几天，每天晚上我们还会轮班值守，对各路段进行巡检，发现新的问题及时解决，对大问题记录在案，第二天及时进行维修，确保春节期间亮灯率达到98%以上。”汤守义如是告诉记者。
从20世纪90年代的汞灯、钠灯到如今的LED灯，从当年几十盏路灯到现在的5000多盏路灯，灯的类型和数量不断在变，而不变的是路灯维修师用坚守点亮城市的夜空。
对汤守义而言，他是社会发展、时代进步的见证者，无论是夜间作业、马路作业，还是高空作业，他早已习惯了这样的节奏。“作为城市的‘守夜人’，只要路灯一直亮着，这座城市便有了温度，我们的心中就像过节一般喜悦。”(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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