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
与其盲目囤药,不如多“囤”免疫力******
近期,许多人都在囤药备战奥密克戎。有人因买不到药而焦虑,有人因逼近“决赛圈”而紧张,甚至有人开始提早吃药预防。在昨晚上海市卫健委、市科委、市健康促进委办公室主办的“新冠防疫大咖说”系列直播活动中,上海中医药大学附属曙光医院肺病科主任张炜表示,所谓“上工治未病”,与其盲目囤药,不如多“囤”免疫力,做到“饮食有节、起居有常、劳逸有度、情志畅达”,这对每个人都是切实可行的方法。
这波疫情有新特点,分清“风寒”与“风热”很重要
从中医角度看,新冠病毒属于疫病的范畴。从《黄帝内经》到《伤寒论》,中医中药治疗疫病有一套完整的理论,某种意义上说,中医历史就是与疫病斗争的历史。
中医讲求辨证论治,所谓辨证,就是分析、辨认疾病证候,即疾病发展过程中出现的一系列症状。中医治疗新冠病毒感染,针对的不是病毒本身,而是患者表现出的证候。2020年至今,张炜一直在救治一线参与查房。据他观察,眼下这波疫情患者的证候特点的确有些变化:上半年以风、热、毒为主,现在相当部分患者都有风寒束表、外寒内热的表现,也就是所说的怕冷等症状。
张炜强调,此轮疫情,患者主要表现为恶寒、发热、咳嗽。因此在中医治疗上,一定要先分清“风寒”与“风热”。风寒患者以怕冷为主,常伴有流清鼻涕、咽痒等症状,恶寒患者可通过发汗带走邪气。而风热患者发热较重,可伴有流脓涕、咽痛等症状。在临床治疗上,一定要辨别准确,否则可能会适得其反。
事实上,患者反映较多的浑身酸痛、喉咙痛、头痛、咳嗽等都是寒邪的表现。比如许多网友说的“吞刀片”,这是因为肺外开窍于鼻、内开窍于咽,肺邪拥堵在咽喉,就会表现为明显的喉咙痛。而头痛也在于寒邪外达、风寒束表,肌肉酸痛也是寒化证的明显表现。
针对热议的“感染后可否洗头洗澡”,张炜表示,中医讲究瘥后防复,包括防食复、防劳复、防药复、防病复。具体来说当身体发汗热度褪去后,毛孔处于张开状态,这时外邪易侵入体内,若再遭风寒疾病则可能加重。
药食同源,葱姜水、炖雪梨、蒸橙子都有辅助功效
中医疫病理论的核心是“正气存内,邪不可干”,关键在于扶正祛邪。所谓扶正,就是调节机体,提高自身免疫力。为此,今年上半年上海出台的新冠病毒预防方案中就包括曙光医院研制的代茶饮。作为一种预防手段,“曙光防疫强身饮”由黄芪、金银花、干芦根、广藿香、紫苏叶五种中药材配伍而成,最多的时候每天的开方量达3000多副。不过,对于儿童、孕妇等特殊人群,能否服用代茶饮,还需具体咨询医生。
既然中药可起到辅助预防的效果,一些尚未感染、逼近“决赛圈”的人们可否通过提前服药来预防感染呢?对此张炜表示,中药讲求辨证治疗,对付新冠,主要从风、热、毒、淤、虚这五点切入。在人体无证的情况下提前用药,不仅疗效不明,甚至会得不偿失。因为个体之间存在差异,感染新冠病毒后,有人表现为风寒,有人表现为风热,在感染之前,不可能预知每个人具体属于哪一种。
如果已经感染,家中又没有合适的中药材,则可通过一些药食同源的替代方法进行辅助治疗。比如葱姜红糖水,可用于早期的畏寒发汗,这个阶段,刮痧、暖腹、喝热粥都有助于缩短病程,让人舒适。炖雪梨、蒸橙子等食疗也可起到润肺功效,但应避免桔子、榴莲、芒果等燥热水果。保持肺部湿润、增加纤毛抖动,更容易排毒,从而增强自身免疫力。
积极提升免疫力,用平和心态看待新冠,重视但不恐慌
从西医角度看,核酸或抗原由阳转阴,则代表患者基本康复,即所谓的“阳康”。而从中医角度看,一些人核酸转阴后,仍伴随疲劳气短、腰酸出汗等症状。张炜说,处于康复期的人们可通过中医调理有针对性地进行治疗,即瘥后防复。比如,疲劳气短是气虚的表现,可通过人参、黄芪扶正补气,腰酸出汗的人群可服用六味地黄丸等补肾益气。
同时,一些遗留的呼吸道症状也要抓紧治愈,不要拖成慢性呼吸系统疾病。张炜提醒“阳康”们,尽管短期内二次感染的比例非常低,但若免疫力低下仍存在再次感染的可能。康复后的两个月之内,普通感冒也要当心。
张炜建议,老年人和患有基础疾病的人群,在积极治疗心、脑、肾等基础疾病的同时,可通过八段锦、太极拳等中低强度的锻炼,帮助尽早恢复。
随着新冠病毒感染纳入“乙类乙管”,张炜希望大家用平和心态看待新冠,要重视但不要恐慌和紧张,饮食有节、起居有常、劳逸有度、情志畅达,以积极向上的生活状态面对新冠病毒的常态化管理。(记者 任荃)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)