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
中国式现代化的经济学内涵******
作者:余淼杰(辽宁大学党委副书记、校长。长江学者、北京大学博雅特聘教授)
2022年10月16日,习近平总书记在党的二十大报告中明确指出,从现在起,中国共产党的中心任务就是团结带领全国各族人民全面建成社会主义现代化强国、实现第二个百年奋斗目标,以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴。
一、人口规模巨大的现代化
如何理解中国式现代化是“人口规模巨大的现代化”?主要可以从以下两个方面来理解。
一方面,这集中概括了我国人口规模巨大的特殊国情。迄今为止,世界上实现现代化的国家和地区不超过30个,总人口不超过10亿人,而中国有14亿多人口,且地区、行业、城乡差异巨大,因而人口规模巨大成为了中国式现代化的一大特征。
巨大的人口规模固然为中国的现代化提出了一系列挑战,但更构成了未来中国经济的核心竞争优势,即中国能否依托人口规模巨大的优势,充分挖掘巨大的国内市场潜力。中国作为大型经济体,想要实现中国式现代化,必须充分考虑中国人口规模巨大的特殊国情,在坚持对外开放的同时,挖掘好、发挥好我国超大规模市场的优势。具体来说,要抓好“五统一”:一是强化市场基础制度规则统一;二是推进市场设施高标准联通;三是打造统一的要素和资源市场;四是推进商品和服务市场高水平统一;五是推进市场监管公平统一。同时,要进一步规范不当市场竞争和市场干预行为。
二、全体人民共同富裕的现代化
习近平总书记在党史学习教育动员大会上指出:“历史充分证明,江山就是人民,人民就是江山,人心向背关系党的生死存亡”。我们党始终坚持以人民为中心的发展思想,始终把实现共同富裕作为我们党矢志不渝的奋斗目标。因此,中国式现代化必然是全体人民共同富裕的现代化。
第一,强调高水平的富裕,反对不劳而获。第二,强调机会公平,而非结果公平。第三,加大个人收入分配调节力度,合理调整收入分配格局。
三、物质文明和精神文明相协调的现代化
我国现阶段的主要矛盾是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。因而,如何解决不平衡不充分的发展就成为了当前中国经济社会面临的主要问题。
党的十八届五中全会提出了“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念,从不同角度解释不平衡、不充分问题。其中,创新是第一原动力,绿色是普遍特征,绿色是内生特征,共享是最终目标,开放是必由之路。因此,一是全面准确地理解和贯彻五大新发展理念,促进物质文明的中国式现代化。二是推进马克思主义的中国化和时代化,促进精神文明的中国式现代化。以经济学为例,构建有中国体系、中国风格的经济学理论。我们要坚定文化自信,推进马克思主义中国化和时代化,在精神文明方面发出中国声音、打造中国学派,实现物质文明和精神文明相协调的现代化。
四、人与自然和谐共生的现代化
绿水青山就是金山银山。在我国,保护生态环境已经被提到了前所未有的高度,成为中国式现代化的一大重要特征。遵循党的二十大报告,坚持先立后破原则。逐步实现传统化石能源到新兴可再生资源的平稳过渡,实现人与自然和谐共生的中国式现代化。积极参与国际公约谈判,强调累计计算和人均计算的分担原则。
五、走和平发展道路的现代化
和平与发展是时代的主题,是时代的主旋律。处在经济全球化的时代,要从以下几方面,实现经济层面上的走和平发展道路的中国式现代化。
第一,推行“一带一路”倡议,实行差异化发展战略。在三大经贸体系中,亚非发展中国家处于边缘状态,因此我国的“一带一路”倡议大有可为。第二,加强地区经贸合作,优先发展中日韩自贸区。具体来说,推进沈阳城市建设,加强中国与日本、韩国的经贸往来,将其作为推动中日韩自贸协定的主要抓手和“桥头堡”,推动中国经济发展。第三,构建新开放格局,鼓励中国企业“走出去”。
总而言之,中国式现代化是共性和特性相统一的现代化,有丰富的内涵,2023年在中国共产党的领导下,以新发展格局为抓手,逐步推进上述措施,我们最终一定能完成中国式现代化,实现中华民族伟大复兴。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)