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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
新春走基层丨穿行哀牢山 巡逻路上写忠诚******
“绝壁千里险，连山四望高。”这是对于云南哀牢山很形象的描述。这里地处中越边境，密林重重、沟壑纵横、信号空白，仅凭名字就令人心生畏惧，当地百姓称其为“死亡森林”。
南部战区陆军“老山旅”就驻守在这里。春节期间，我们“新春走基层”记者跟随“老山旅”的巡逻官兵走上了巡逻路，见证戍边勇士的忠诚。
冬季去哀牢山巡逻有两项必不可少的准备工作，第一项就是每人携带一把砍刀，第二项就是每人要多带一套干爽的棉衣，这两项工作都是为了预防户外失温而准备。
这次巡逻的目的地是中越陆地边界82号界碑，沿途要穿越原始森林，官兵们时刻要准备面对大自然带来的考验。
哀牢山彝语意思是“虎豹出没的地方”，事实上，哀牢山不是一座山，而是一片横亘在云贵高原与横断山脉分界线上，绵延约400公里的群山，82号界碑就位于哀牢山东南部的尾端。
南部战区陆军“老山旅”某边防连指导员杨绕显：我们巡逻夏天最怕的就是遇到暴雨，因为一下雨，河水就会上涨，一般上涨至我们的腹部，我们需要借助绳索才能够过河，那是相当危险。冬天最怕的就是遇到失温，因为汗水和雨水混在一起以后，加上海拔高、温差大，人体就容易失温，所以我们在巡逻的过程当中，休息的时间都不能太长。
在原始丛林中，失温是致命的。因为人体是恒温的，一旦温度下降，身体功能就不能正常运转。重度失温从感觉失温到失去生命体征仅需两个小时。
南部战区陆军“老山旅”某边防连指导员杨绕显：失温症会产生幻觉，就是反而会觉得很热，有掀衣服或脱衣的反常现象。所以我们一旦察觉到这种情况，除了立即生火取暖外，还要尽快换上干爽的衣服，以此来保证血液的循环升温。
从山底到界碑的高差有2000多米，整片地域呈特殊立体气候，即“一山分四季，隔里不同天”。虽然今天天气晴朗，但是山林气温仍然偏低，为了避免失温，巡逻队员们即便很累，也不敢长时间休息。
大学生新兵张锐铭来自江苏苏州，这次巡逻他担负航拍观察任务。
南部战区陆军“老山旅”某边防连列兵 张锐铭：能参加这条线路巡逻的战士，都是连队体能拔尖的同志，平时都是老兵上的。很荣幸这次我能参加，因为这是对我的一种认可，更是一种勉励，我对后面的路程越来越期待了。
而张锐铭的班长张伯详已经服役10年，是战友们眼中的“边防通”，这次他仍然担负前方尖兵。2020年9月，张伯详满服役期，未婚妻想让他退伍回去结婚，可他还是递交了留队申请书，选择继续坚守边防。
南部战区陆军“老山旅”某边防连班长 张伯详：我们“老山旅”历来是一支战功卓著的荣誉部队，在上世纪我们就叫响了“一人辛苦万人甜、一家不圆万家圆”。到现在条件好了，我们更应该把它传承好，虽然我们跟家人聚少离多，但是看到全国人民他们团圆了，他们幸福了，那么我们也就心满意足了。
2021年，张伯详与未婚妻结婚了。今年春节，妻子带着孩子来到连队来探亲，给张伯详带来了一份安心。
军嫂 向天道珍：我以前从来没有来过连队，总是不明白他为什么不能及时回消息。当我转了五趟车，坐了十几小时车看到他，我就懂了，也请他放心，我会在后方全力以赴支持他，竭尽所能照顾好我们的小家。
南部战区陆军“老山旅”某边防连班长 张伯详：她跟我说，我守大家，她给我守好小家，我不回去，那她就来看我。每次我想起她说的话，我心里就感到很踏实。
一家不圆万家圆，正是千千万万军嫂舍小家为大家的无私奉献，让戍边军人守土卫国的脚步更加坚定铿锵。
记者 张成：我们一路走过来，都是踩在这些松动的石块上，上面长满了青苔，稍不注意就会滑倒，非常的危险。这条路就是边防官兵们日复一日，走过的巡逻路，可想而知，他们在无数次的巡逻当中遇到了多少困难和危险。
下午3点，经过近8小时的艰难跋涉，巡逻分队终于到达巡逻点位。
南部战区陆军“老山旅”某边防连列兵 张锐铭：这是我第一次看到界碑，也是我第一次摸到界碑，虽然一路上经历了许多坎坷和困难，但是来到界碑的这一刻，我感觉一切都值了，这也更加坚定了我矢志报国的决心。
南部战区陆军“老山旅”某边防连指导员杨绕显：所有的努力、所有的付出都是值得的。对我们来说，不管任务多么危险，能用双脚去丈量祖国的土地，守卫边境安全，我想这就是我们边防军人最大的荣耀。
南部战区陆军“老山旅”巡逻官兵：今为老山人、永铸老山魂，不怕死、不怕苦、不怕亏。边防有我，请祖国和人民放心。敬礼！
（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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