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
从“两个文明”维度把握中国式现代化******
作者:王锁明(南京大学马克思主义学院教授)
党的二十大报告指出,中国式现代化是人口规模巨大的现代化,是全体人民共同富裕的现代化,是物质文明和精神文明相协调的现代化,是人与自然和谐共生的现代化,是走和平发展道路的现代化。这一重要论断包含和体现了我们党不断探索现代化的方法论和实践论。深刻把握中国式现代化的丰富内涵和实践要求,“两个文明”维度不可或缺。
中国式现代化首先体现在物质文明的快速增长上。近代中国史一再告诉我们,一个国家经济落后、积贫积弱,必然备受欺凌,也难以独立自强。发展中国家与发达国家的差距,最根本的就在于物质经济上的落后或不发达。经济实力是一个国家综合国力竞争的基础和核心。新中国成立后,在“一穷二白”的基础上,我们党领导全国人民完成了社会主义改造,建立了比较完整的工业体系和国民经济体系。改革开放40多年来,我们党领导人民成功开辟了一条中国式现代化道路,社会主义现代化建设取得了举世瞩目的伟大成就,并经受住了国内外各种复杂严峻挑战的考验,所有这些都离不开强大的经济支撑。发展是硬道理,是解决我国一切问题的基础和关键。改革开放以来,我们牢牢坚持以经济建设为中心,不断推动经济持续增长,从而使得综合国力显著提升,人民生活水平明显改善,中国特色社会主义事业取得历史性成就、实现历史性跨越。进入新时代,面对百年变局和世纪疫情相互叠加的复杂局面,面对世所罕见、史所罕见的风险挑战,更加需要我们谋划发展、实现发展、推进发展,从而为推动社会的全面进步打下坚强后盾,也为在危机中育先机、于变局中开新局厚植深厚底气。
中国式现代化还体现在精神文明的繁荣进步上。精神力量是一个国家和民族最为深沉厚重的力量。精神文明是中国特色社会主义的重要特征和重要目标。将精神文明建设推向更高水平,也始终是中国式现代化的重要目标指向。没有社会主义文化繁荣发展,就没有社会主义现代化。随着中国特色社会主义进入新时代,我国社会主要矛盾发生转变,人民生活水平不断提高,也带来人民对文化生活的需求越来越突出。为适应这一趋势,“十四五”规划提出要推动“社会主义核心价值观深入人心,人民思想道德素质、科学文化素质和身心健康素质明显提高,公共文化服务体系和文化产业体系更加健全,人民精神文化生活日益丰富,中华文化影响力进一步提升,中华民族凝聚力进一步增强。”踏上新征程,面对前进道路上可以预见和难以预见的风险挑战,我们比以往任何时候都更加需要思想的引领、文化的滋养、精神的支撑,所以必须抓实抓好精神文明建设,提供高质量文化供给,不断满足人民更高精神文化需求,促进提升国民素质和社会文明程度,不断为现代化建设增强凝聚力和向心力。
中国式现代化更体现在“两个文明”的协调发展上。当前,面对国内外环境发生深刻变化,我们要加深对中国之路、中国之治、中国之理的理解,增强实现“两个文明”协调发展的行动自觉,努力让“方方面面都要强起来”。
把握辩证关系。习近平总书记指出,要“以辩证的、全面的、平衡的观点正确处理物质文明和精神文明的关系”。一方面,大力发展物质文明,为精神文明建设提供物质条件和实践经验;另一方面,努力加强精神文明,为物质文明建设提供精神动力、智力支持和思想保证。实现中华民族伟大复兴的中国梦,“是物质文明和精神文明比翼双飞的发展过程”。在实际工作中,我们要从物质文明建设与精神文明建设的关系和相互作用出发,充分认识物质文明与精神文明均衡发展的重要性,并采取切实措施,坚定不移地推动物质文明与精神文明协调发展。
汲取历史经验。新中国成立70多年来特别是改革开放40多年来,我们党领导人民成功开辟了一条中国式现代化道路,不仅创造了经济快速发展和社会长期稳定的世界奇迹,也创造了精神文明繁荣进步的丰硕成果。应该说,这与我们党在改革开放之初就创造性提出“两手抓、两手都要硬”的战略方针是分不开的。实现物质文明和精神文明协调发展是我们党不懈奋斗的目标。在当今复杂严峻的国内外形势下,为顺利完成社会主义现代化建设的目标任务,我们可以从过去现代化建设实践经验中获得启示,深化对“两个文明”协调发展重要性和迫切性的认识,努力推动物质文明和精神文明相辅相成、整体跃升。
满足多样需求。推动“两个文明”协调发展,是实现中华民族伟大复兴中国梦的重要前提,也是实现人民对美好生活向往的必然需要。进入新时代,我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。中国式现代化坚持以人民为中心,注重物的不断丰富和人的全面发展相统一,这就决定了中国式现代化必须不断满足人民日益增长的美好生活需要。人民对美好生活的向往是全方位、多层次的,客观上就要求“两个文明”协调发展。通过抓好经济建设,满足人民日益增长的物质需求;又通过抓好文化建设,满足人民日益增长的精神需求。总之,在全面建设社会主义现代化国家新征程上,我们必须坚持实现经济社会发展和人的全面发展相结合,推动物质文明和精神文明协调发展,努力实现人民物质生活和文化生活同步改善。
坚持统筹规划。在我国社会主义现代化建设中,实现物质文明和精神文明协调发展,必须落实好党中央关于“两个文明”协调发展的一系列方针政策,从中明确如何实现“两个文明”协调发展的实践要求,将之贯穿我国改革开放和现代化建设全过程、渗透社会生活各方面。开启新征程,在为实现中华民族伟大复兴不懈奋斗的每个阶段、每个环节上,我们都要把握各项工作的关联性和耦合性,做好促进经济发展和精神文明创建工作的统筹规划、协同治理、久久为功;从落实“一岗双责”抓起,层层压实责任,建立健全促进“两个文明”均衡发展的理念及体制机制,加强“两个文明”协调发展的制度化建设,常态化推动“两个文明”均衡发展、相互促进,避免“一手硬一手软”的现象;立足新发展阶段,更要坚持新发展理念,推动在高质量基础上发展,不断将“两个文明”建设推向更高水平,实现国家硬实力与软实力齐头并进、共同发展。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)