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
84款“东莞礼物”背后的文化能量******
12月7日,由广东省东莞市委宣传部、东莞市委网信办、东莞市文化广电旅游体育局、东实集团等单位组成的“东莞礼物”项目工作领导小组,公布了首批入选“东莞礼物”项目库的84款产品名单。这些礼物承载着东莞的历史记忆、文化基因、产业密码与风土人情,让历史文脉在新的时代叙事中鲜活生动,让东莞制造在传统与现代文化的浸润中流光溢彩。
城市发展的注脚
自9月23日起,评审专家从契合性、创新性、文化性、功能性、经济性五大维度,对入围产品进行综合打分,通过初评、终评,再结合网络投票,最终评选出84件“东莞礼物”产品,涵盖非遗文创、智能制造、时尚潮玩、特色美食四大类别。其中,获得一等奖的是“LAURA ·篮球城市”(地标)系列。作为潮玩IP和2022东莞篮球文化节形象大使的LAURA,赢得了专家、公众的高度认同。这背后既是东莞平均每平方公里2.7个篮球场、已融入东莞人日常生活的篮球文化的影响力表现,也是东莞生产制造了全国至少1/3的潮玩产品、被誉为“潮玩之都”的实力彰显。
麒麟福狮系列 东莞市文化广电旅游体育局供图
千角灯3D拼图 东莞市文化广电旅游体育局供图
荣获二等奖的“东莞礼物”有东莞市微石文化科技有限公司生产的千角灯3D金属拼图、东莞得利钟表有限公司的SAGA航天系列腕表、东莞市华旺实业有限公司的篮球城市文创礼盒。入选三等奖的产品包括“孤舟泛音”·莞香禅意香具、1900甲壳虫(音乐播放器)、黑蒜猪肉腊肠、莞邑印象陶瓷艺术画、东莞风情—红荔大吉饰品系列、《独占鳌头》龙舟龙头套装。“制造是企业发展的根基,需要工匠精神、精益求精,潮玩产品则需要更多创意。我们把两者有机融合为一体,坚守多年,才有了今天的‘拼酷’品牌。”微石公司总经理熊毛表示,千角灯3D金属拼图提取东莞文化元素,是东莞“制造业+文创”的生动体现。
玩具产业是东莞四大特色产业之一。东莞市拥有超过4000家玩具生产企业、近1500家上下游配套企业。食品产业是东莞五大支柱产业之一。上世纪90年代,跟着父亲钟沃秋打拼了10多年的钟松焕接过“肥仔秋”这个品牌,担负起把腊肠这一东莞传统特色美食传承创新的重任。在制作腊肠的关键环节中,钟松焕带人自主研发了新式烘焙房,使得调节火候、湿度等变得更加轻松,让腊肠搭上“智能制造”的快车;同时研发了“人造北风房”系统,模拟北风天的环境吹干腊肠,突破季节带来的局限性,从“干半年,歇半年”的节奏变为全年生产。如今,“肥仔秋”腊肠变成全国人民的餐桌美味。
在这份“东莞礼物”清单中,大家可以从麒麟福狮系列里感受东莞民俗的喜庆氛围,在“孤舟泛音”·莞香禅意香具的香气萦绕中怀古追今……“这次‘东莞礼物’的评选展现了东莞城市发展的多个侧面,具有多元化、丰富性的鲜明特点。”东莞市博物馆馆长李历松说。
文创驱动产业升级的杰作
今年初,东莞成功创建成为国家创新型城市,这标志着多年来东莞从生产要素驱动城市发展迈向以科技、知识、人才、体制、文化等创新要素驱动发展的根本性变革,成为东莞城市发展进程中的重要里程碑。
其中,文化越来越成为东莞城市发展的一个重要要素,文化建设为东莞在“双万”新起点上实现高质量发展提供强大的精神动力和坚实的文化支撑。为此,东莞部署了文化强市建设,围绕“思想引领+文化供给”这一主线,聚焦推进物质文明和精神文明相协调、“双万”城市形象有效传播两个目标,围绕“科技创新+先进制造”城市定位,建设历史文化、红色文化、改革开放文化、潮流文化、体育文化、莞邑文化、生态文化七大文化,打造近代史开篇地、国际制造名城、潮流东莞、篮球城市4张城市文化名片。
在此背景下,作为东莞文化强市建设的一个重要内容,东莞开展了“东莞礼物”评选活动。“经济是血肉,文化是灵魂。‘东莞礼物’的推出,展现了‘文创+产业’的新路径,就是以丰富的文化内涵滋养城市的产业发展。”东莞广州美院文化创意研究院院长王润强说。
基于文化IP构建和先进制造业的产业化生产,是东莞发展新文创的特色与资源优势所在,也是实现“文化+产业”深度融合、共赢发展的重要路径。东莞市文化广电旅游体育局相关负责人介绍,“东莞礼物”评选活动既是东莞文创产业的再出发,更是以文创驱动东莞产业升级发展的“集结号”。以“东莞礼物”评选为契机,东莞将在文化创意产业、现代先进制造业、商贸流通业等领域,通过文化植入、创意设计和科技创新的有机融合,全力推进“文创+产业”融合发展,推动文化产业化和产业文化化双向奔赴,共鉴美好。
城市形象和文化魅力的载体
“这是第一次‘东莞礼物’评选,呈现‘满天星’的状态。未来更应该集合文创、制造、科技等各方力量,在用材的考究、设计的精妙、潮流的把握、制造的精良、‘出圈’的潜力等方面,打造囊括多种东莞元素的城市礼物,并整体策划推出。”广东省工业设计协会常务副会长周红石表示,文创和产业的融合,不是简单的“穿衣戴帽”,而是抓住东莞传统文化的精髓,有机嫁接,深度融合,推陈出新,让传统文化蕴含科技元素、工业设计,让制造业产品融入文化基因,展现文采风流。
王润强建议,东莞礼物要体现出时代性、地域性,将岭南文化发扬光大,让东莞丰富的传统文化在现代工艺中焕发新生,让传统文化在新的时代叙事中全新出发。
李历松认为,“东莞礼物”要在设计、包装、营销等方面下功夫,要有情感化、故事性、文化性,引起共鸣,产生共情,以小而精、小而美的全新形态,讲好东莞故事,传播东莞城市形象,走出东莞,迈向全球。
据悉,接下来,“东莞礼物”项目将从“从无到有”的初创阶段,逐步迈向“从有到优”的发展阶段和“从优到特”的成熟阶段,逐步成为彰显城市特质、突出文化特色、广销区域特产的“三特”品牌,形成“广东著名、全国闻名、国际知名”的良好口碑,成为展现城市形象和文化魅力的最佳载体,实现文化效应和经济效益的互促共赢。(本报驻广东记者 谭志红)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)