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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

公共场所要对电子烟说“不”******

　　在不少禁止吸烟的公共场所，号称“低毒无害”的电子烟成了人们的新宠。半月谈记者调查发现，在许多城市，电子烟仍游走于公共场所禁烟管理的空白地带。多位受访专家表示，电子烟同样会产生“二手烟”，并以更加隐蔽的方式危害着人们的身体健康，需逐步加强管控，不让公共场所禁烟管理“留白”。

　　多地探索先行

　　在第五届中国国际进口博览会期间，国家会展中心(上海)出现了新的禁烟标识，志愿者们手持禁烟标识，对在会场中使用电子烟的人进行劝阻。10月28日，《上海市公共场所控制吸烟条例》修订实施，规定将电子烟纳入公共场所禁烟范围。

　　半月谈记者梳理发现，近年来，部分城市已通过立法等方式明确公共场所禁止使用电子烟。2019年1月1日，杭州出台相关政策文件，成为国内首个把电子烟纳入公共场所禁烟范畴的城市。随后，海南省及深圳市、张家口市等多地也推出升级版“禁烟令”，明确将电子烟纳入公共场所禁烟管理范围。

　　中国控烟协会副会长姜垣介绍，今年3月，国家烟草专卖局公布《电子烟管理办法》，随后国家市场监督管理总局(国家标准化管理委员会)发布电子烟国家标准。“今年以来，我国多个部门相继出台文件加强对电子烟的管理，为建立电子烟监管体系提供了重要技术支撑。”姜垣说。

　　从世界范围看，加强电子烟使用管理也正逐渐成为共识。世界卫生组织发布的2021年全球烟草流行情况报告显示，除了完全禁止电子烟的地区，全球79个国家和地区已经采取至少一项措施限制吸食电子烟，包括禁止在公共场所吸电子烟，禁止电子烟的广告和推广、要求在电子烟包装上标注健康警示等。

　　“我国一些地区已经在电子烟使用管理方面做出了探索，但目前除少数地区将电子烟纳入公共场所禁烟范围外，大部分地区并没有在法律层面规定在公共场所禁用电子烟。”姜垣认为，将电子烟纳入公共场所禁烟管理范围势在必行。

　　严管电子烟，必要性何在

　　一段时间以来，电子烟因其宣称的“帮助戒烟”“低毒无害”“无二手烟”等特点成了许多烟民的选择，又因多样的造型让追求新鲜事物的年轻人把使用电子烟当作“潮流”。有年轻人认为，电子烟不含焦油等有害物质，和传统烟草有很大区别，“没必要管这么严”。事实果真如此吗？

　　天津市疾病预防控制中心非传染病预防控制所行为干预科主任李威提醒，电子烟本质仍是“烟”，其中不但含有尼古丁等成瘾物质，还会和传统烟草一样产生含有有毒有害气体的二手烟，危害身体健康。

　　“电子烟产品虽然不含焦油，但尼古丁含量不少，并且为了将尼古丁溶解，在烟油中加入了丙二醇和甘油，加热后产生的甲醛、乙醛、丙烯醛等致癌物质，会对人体健康产生不可逆的伤害。”李威说。不仅如此，电子烟的二手烟中还包含传统烟草中没有的铅、铬、镍等重金属物质。电子烟的二手烟是水雾状的气溶胶，“水雾”散得更快，但有害物质不会消失，因此电子烟二手烟的危害隐蔽性更强。

　　更为严重的是，电子烟成了青少年吸烟的突破口。“相比较传统卷烟，电子烟的外形、味道更容易被年轻人接受。”北京市健康教育协会常务副会长刘秀荣说，一些年轻人本来对香烟不感兴趣，但在公共场所看到身边的同学、朋友使用电子烟，觉得“很酷”，就也加入了吸烟者的队伍。一些青少年通过吸电子烟成了新烟民，原本宣传帮助戒烟的电子烟反而扩大了吸烟者数量。

　　此外，公共场所禁止使用电子烟，也能进一步降低禁烟执法难度。一位基层监督管理人员表示，在查处一些公共场所吸烟行为时束缚较多，需要提前分辨对方使用的是电子烟还是传统烟草，执法难度较大。

　　不让禁烟效果打折扣

　　“控烟条例落地实施让公共场所二手烟暴露率有了明显下降，但值得注意的是，公共场所的电子烟使用率有所上升。”李威介绍，2021年天津公共场所和室内工作场所电子烟使用率较2020年均有明显提升。

　　“这在一定程度上让禁烟条例的实施效果打了折扣。”姜垣说，要让公共场所禁止使用电子烟的观念深入人心，推动立法是关键。《健康中国行动(2019—2030年)》指出，到2030年，15岁以上人群吸烟率低于20%；全面无烟法规保护的人口比例达到80%及以上。

　　“健康中国必须是无烟中国。”姜垣建议，各地要对控烟条例进行细化修改，通过立法等方式将电子烟纳入管理范围，逐步在全国范围内实现室内公共场所、室内工作场所和公共交通工具全面禁烟。

　　“立法先行能有效引导公众舆论。”南开大学周恩来政府管理学院副教授周望说，目前在电子烟使用方面公众认知仍存争论，导致各地在推动电子烟管控方面的步调不一致，“立法能有效解决这一问题”。

　　刘秀荣认为，今年5月，《电子烟管理办法》正式实施，向未成年人出售电子烟产品的问题得到了有效遏制，将电子烟纳入公共场所禁烟范围，能进一步降低电子烟对青少年群体产生的危害。“相关法律法规需尽快出台，尽可能降低电子烟对青少年的影响，把青少年的第一口烟掐灭。”刘秀荣说。

　　(半月谈网 半月谈记者：尹思源 郭方达)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）