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。
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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
确保产业链供应链循环畅通******
中央经济工作会议强调,围绕制造业重点产业链,找准关键核心技术和零部件薄弱环节,集中优质资源合力攻关,保证产业体系自主可控和安全可靠,确保国民经济循环畅通。
落实中央要求,相关部门聚焦重点产业链薄弱环节加快补齐短板,确保重点企业稳定生产和物流畅通,各地加快补链、延链、强链,保障产业链供应链安全稳定,注重挖掘增量政策空间,聚焦薄弱环节精准加力,为工业经济稳定恢复增强动能。
千方百计稳生产
一段时间以来,疫情防控重点医疗物资生产保供成为重中之重。工信部副部长王江平表示,为了确保疫情防控重点医疗物资的产业链供应链循环畅通,工信部指派专员现场办公,协调解决企业物流、用工、原料采购等困难,保障企业生产不断、供应稳定。
各地各部门将工业经济稳定恢复放在重要位置,及时出台系列举措,提升产业链供应链韧性和安全水平,指导企业应对疫情冲击,实现稳产达产,加强能源和重要原材料、关键零部件供应保障,振作工业经济。
多地采取一系列新举措,全力确保产业链供应链安全稳定。比如,江西省通过建链、畅链、保链、强链、护链“五链合一”,招大引强做好“建链”,产销对接做好“畅链”,精准施策做好“保链”,创新引领做好“强链”,政府推动做好“护链”,全力保障产业链供应链循环畅通。青海省西宁市统筹推进产业链“链主制”+重点企业“包保服务制”,加快重大项目建设落地,大力发展新兴产业,千方百计稳生产、保运行、促发展,以点带链、以链带面促进工业经济平稳运行……
“当前,各地确保产业链供应链循环畅通的主要措施包括,提升产业链重点企业的保供能力,通过白名单等方式,全力支持重点企业复工复产;保障货运物流畅通,推进跨区域协同,疏通供需卡点堵点;加强产业链供应链的数据收集和信息共享,主动撮合供需,贯通生产、分配、流通、消费等各个环节。”赛智产业研究院院长赵刚说。
抓住关键补短板
2022年12月31日,被誉为“争气机”的首台国产F级50兆瓦重型燃气轮机首次点火成功,标志着东方电气集团历时13年自主研制的该燃气轮机向商业化运行又迈出重要一步。
近年来,关键领域技术攻关不断取得积极进展,制造业核心竞争力进一步提升。“但也要看到,我国产业链仍然存在薄弱环节,在一些领域总体表现为‘缺芯少魂弱基短件’。”中国宏观经济研究院产业所工业室主任付保宗表示,特别是在集成电路及专用设备、操作系统及工业软件、航空发动机及机载设备、关键材料等重大基础领域,由于技术门槛高、产业化难度大,“卡脖子”风险日益显现。同时,基础研究积累薄弱,原创性成果相对缺乏,一些产品研发与应用脱节,前沿技术产业化能力不足,产品开发成功率较低。
中央经济工作会议强调,着力补强产业链薄弱环节。如果说千方百计稳定企业生产是当前确保产业链供应链循环畅通的重点,那么补短板则是着眼长远的必经之路。
“补强产业链薄弱环节,要分兵突围,多向发力。”付保宗认为,首先,要探索市场条件下的新型举国体制,支持探索以下游重点需求用户为主导,建立上下游、产学研多方参与的市场化技术攻关联盟组织。其次,针对一些竞争性领域的产业链短板环节,动员各类市场主体开展研发,鼓励新型研发机构探索新型组织模式,支持构建多种形式产学研用共同体。
“要坚持科技自立自强,聚焦重点产业链薄弱环节加快补齐短板。针对关键环节‘卡脖子’、新增长点支撑不足等结构性制约,推进补链强链,加快培育新动能。”工信部副部长辛国斌说。
培育激发新动能
没开灯的厂房里,传送带不停运送着零部件,一部部手机接连下线,几乎看不到工人……2022年,小米北京亦庄智能工厂一直处于开足马力的状态,生产了上百万台高端智能手机。厂长周毅介绍,通过对产线的不断优化改进,目前小米工厂已将200多道手机生产工序的自动化率提高到75%,相比传统产线生产成本下降超20%。
付保宗表示,数字技术正深刻改变制造业发展模式,加速提升产业效率,不断催生新模式、新业态、新产业,为工业增长创造新动能。要落实好“首台套、首批次、首版次”等扶持政策,进一步激发工业企业开展新一轮技术改造的动力,以信息化培育新动能,以新动能推动新发展。
“随着疫情防控措施的优化,因物流不畅造成的产业链供应链堵点问题将大幅减少。来自外部的技术、产业和贸易限制可能成为影响我国产业链供应链稳定性的重要因素。”赵刚说。
江苏省发展改革委二级巡视员李义介绍,江苏正加快建设自主可控安全高效产业体系,将更多要素资源投向先进制造业领域。福建省工信厅党组书记、厅长翁玉耀表示,已制定企业数字化转型行动计划,推进140个新一代信息技术与制造业融合项目建设,召开产业数字化转型晋江现场会,推广先进典型示范标杆。
“我们将牢牢把握高质量发展这一首要任务,坚定信心决心,聚焦自立自强,统筹发展和安全,锻长板、补短板、强基础,加强传统产业改造升级,加快培育壮大新兴产业,全面提升产业体系现代化水平。”工信部党组书记、部长金壮龙说。(黄 鑫)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)