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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

学方言、手绘巡线地图 南宁铁警“接地气”保春运安全******

　　莫献忠对欲穿行大桥的村民进行劝导。　吴骆霞　摄

　　中新网南宁1月12日电(胡宏)警察、“水手”“绘图师”都是他的职业，他用自己接地气的做法守护着千年古镇扬美附近的铁路运输安全，今年春运是他坚守的第13个年头。

　　莫献忠是南宁铁路公安局南宁公安处南宁南站派出所的一名线路民警，2010年他来到扬美警务区，这里毗邻扬美古镇，每当高铁驶过古镇，现代与传统便在这里相遇。

　　莫献忠走在扬美古镇街上。　胡宏 摄

　　莫献忠管辖铁路线路43公里，横跨几十个自然村，点多线长并且学校众多，最近的一所学校距离铁路只有40米。特别是27公里长的老南昆线，多为低路基，沿线村民为了方便日常生活劳作，经常会横跨线路。

　　走村串户开展安全宣传自然成为莫献忠工作中的重要内容。作为“外来户”，不懂方言成了莫献忠开展工作的第一个“拦路虎”，于是他就把护路队员当“老师”，一字一句地向护路队员学，从说话开始慢慢融入当地群众当中。

　　“开展群众工作，不能光讲法律，要多站在他们的角度去帮助他们解决实际问题。”莫献忠说。

　　莫献忠到村民农场开展安全宣传。　胡宏 摄

　　2018年，村民反映村口主要铁路交通涵一下大雨就积水，行人车辆都无法通过。莫献忠立即将情况上报并争取相关部门的支持，在涵洞中修建了一条“高基”步道，即便遇到下雨积水也能使村民安全通过。

　　渐渐地，穿着一身警服，操着一口“土话”的莫警官变成了村民口中的“老莫”，几年下来，哪家有几口人、有多少小孩、多少大牲畜、家里田在哪，莫献忠都掌握得清清楚楚。

　　横跨在左江上的三座铁路桥是莫献忠管辖的重点区段，特别是左江大桥，每逢圩日，村民经常会借道大桥，莫献忠也都会早早来到桥头对穿行铁路桥的村民进行劝导。

　　同时，左江作为通航水路，不仅有两岸村民通过船只摆渡，更有大小货船经过，甚至还发生过因操作不当造成船只撞击铁路桥的事故。

　　桥上的情况可以实地踏勘，但是如何掌握桥面下和桥墩的情况曾一度让莫献忠犯难。

　　莫献忠在岸边给渡船固定缆绳。　胡宏 摄

　　在这里工作久了，莫献忠也变得“多才多艺”，不仅做得了“水手”，还当得了“绘图师”。

　　一次，莫献忠前往扬美村开展日常工作，和村民聊到了对大桥安全的担忧。村民杜师傅直接跟他说：“这有啥难，我经常要开船到对岸干活，到时候捎上你逛一圈，都是兄弟，也算是我为铁路安全做贡献了。”

　　自此，杜师傅每次开船渡江前都会给莫献忠打电话邀请他乘船巡线，莫献忠也就多了一层“水手”身份。

　　每天徒步巡线10公里是这些年来莫献忠始终坚持的必修课，他将徒步巡线收集到的资料分别绘制了普铁和高铁线路管辖图。

　　莫献忠在守护的线路图上添加信息。　胡宏 摄

　　“对我们线路民警来说，它必不可少。”莫献忠用笔点了点挂在扬美警务区墙上的手绘地图。

　　“三角形的是重要道口，圆形是交通涵，沿线所有的重点路段我都标注了出来”，指着“地图”上的各种标记，莫献忠如数家珍。

　　微微泛黄的地图上，一道道折痕似乎在诉说着它已经跟随自己的主人走过很多地方。

　　如今的莫献忠早已将线路图刻在了心里，他说：“巡线是个基础工作，底数清才能情况明，只有亲眼看到才能真正了然于胸，一步一个脚印才能走出安心。”

　　今年的春运，莫献忠更忙了，外出打工的青壮年纷纷提前返乡，前来古镇游玩的游客也日益增多，他将用更接地气的做法一直守护着铁路“大动脉”安全。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）