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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

立春：春意生发冰雪中******

　　立春：

　　春意生发冰雪中(解码二十四节气)

　　“二十四节气”是中国人通过观察太阳周年运动，认知一年中时令、气候、物候等方面变化规律所形成的知识体系和社会实践，2016年被列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。为了让海内外读者更好地了解二十四节气，本报即日起推出“解码二十四节气”栏目，介绍节气相关知识及历史文化内涵，阐释其中蕴含的中国智慧。

　　——编者

　　2月4日，北京冬奥会开幕，恰逢立春节气。开幕式上，二十四节气倒计时惊艳了世人，尽显中华文化的瑰丽与浪漫。在这场冰雪盛会中，昂扬奋进的奥运精神与温厚悠远的中国气韵交融互映，让人们感受到春意盎然、生机勃发。

　　中国古人顺天应时，依据天象、气候、物候的变化，将一年农耕的日子“网格化”，网格里的二十四节气，凝聚着中华民族经天纬地的伟大智慧。

　　立春为二十四节气之首，宣告着一年春耕夏耘、秋收冬藏的开始。在农耕时代，立春是庄重的节日，国家要举办祈求农事顺利的仪典。《礼记·月令》记载，立春之日，天子亲率三公九卿诸侯大夫，到东郊祭祀春神。回朝后，赏赐群臣，布德令以施惠兆民。打春牛，是与农耕相关的重要节俗。各地守土官率僚属，盛陈卤簿仪仗，抬芒神(春神句芒)、春牛(土制的牛)，杂以秧歌、龙灯、高跷、旱船等，迎春于东郊高地。带队长者鞭打春牛，春官诵曰：“一打风调雨顺，二打土肥地喧；三打三阳开泰，四打四季平安；五打五谷丰登，六打六合同春；七打七星高照，八打八节康宁；九打九九归一，十打天下太平。”鞭毕，抬春牛沿地垄缓缓前移，行120步(象征一年十二月)，将春牛放置垄顶，守土官执镐向正南“农祥星”方向奋臂刨土，以示农事开始。春牛打碎之后，人们争抢牛头，谓之抢春；又抢春牛腹中糖果，以为一岁的甜蜜。将春牛之土洒于牛圈内，以期牛畜繁衍兴旺。

　　“东风吹散梅梢雪，一夜挽回天下春。”立春之际，人们开展多姿多彩的迎春活动，如送春帖、贴春条、戴彩胜等。文人书写文字工丽的春帖子，相互赠送。北宋欧阳修写有春帖子词二十首，其一曰：“气候三阳始，勾萌万物新。雷声初发号，天下已知春。”民间则在炕头贴春条：“春天春日春水流，春草地上放春牛，春花开在春园内，春鸟喜落春树头。”女子用彩色绢或纸剪成小幡、燕、蝶、花朵等形状，戴于头上，以示迎春，统称“彩胜”。

　　咬春亦是历史悠久的民间习俗，在立春这天咬食春盘、春饼、萝卜等，有养生之效。宋《岁时广记》引唐《四时宝镜》云：“立春日食萝菔、春饼、生菜，号春盘。”据传，春盘源自汉魏的“五辛盘”，即在盘中盛上五种带有辛辣味的蔬菜，作为凉菜食用。李时珍《本草纲目》解释说：“五辛菜，乃元日、立春以葱、蒜、韭、蓼蒿、芥，辛嫩之菜杂和食之，取迎新之意。”食之有调节气血、发散邪气的作用。春饼是用面粉烙制的薄饼，常裹卷萝卜细丝和其他辛味蔬菜共食。清代《燕京岁时记》云：“是日，富家多食春饼，妇女等多买萝卜而食之，曰‘咬春’。谓可以却春困也。”

　　“春，蠢也，动而生也。”立春之后，虽然天地间寒意未消，但在冰雪之下，蛰虫逐渐苏醒，鱼儿浮上水面，生机悄然萌发。

　　一年之计在于春。春回大地时，开启新一年的奋斗，种下新一年的希望，将追梦的足迹，印满欣欣向荣的中国。

　　(施立学为吉林省民俗学会理事长，宋佳佳为吉林艺术学院硕士研究生)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）