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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
“钢轨医生”春运故事：零下2℃为高铁隧道“把脉问诊”******
(新春走基层)“钢轨医生”春运故事：零下2℃为高铁隧道“把脉问诊”
中新网宁波1月16日电(林波 朱小刚)“李康，晚上施工你负责下行侧隧道边墙检查。”“吴海瑞，你和王达负责清运杂草，夜间天气寒冷，大家都注意保暖。”“好的，我们会按标作业，注意保暖。”
窗外，夜色浓烈，凛冽的寒风呼呼地吹着。室内，灯火通明，回荡着阵阵应答声。
近日，在中国铁路上海局集团有限公司宁波工务段椒江桥隧工区会议室里，工区班前点名会正在举行，该工区工长王海松对7位职工的工作进行分工。
当日23时，职工们按照各自分工到工具间准备作业用的机工具。
此时，深夜江边雾气来袭，短时间内能见度不到10米，只有几盏头灯闪烁着微弱的光。幸运的是，不一会儿雾气就有所消散，“钢轨医生”们搭乘工程车，赶赴杭台高铁下北山二号隧道进口，等待进网作业命令。
命令下达后，他们进入隧道，分三组进行作业。
隧道拱顶混凝土结构检查现场。 王威 摄据悉，下北山二号隧道全长429米，虽是一座短隧道，却是华东地区第一座单洞四线隧道，也是台州站进站咽喉口，在杭台高铁全线位置非常重要。
作业现场，他们利用检查锤、照相机、望远镜和限界测量仪等检测工具，对隧道衬砌、基础沉降和限界等技术指标进行检查。
在工友照明灯的配合下，王海松利用60倍变焦望远镜，对隧道拱顶的混凝土结构进行检查。隧道里温度较低，湿度较大，灯光也不够亮，王海松和工友配合着对隧道拱顶混凝土结构进行逐个分段分格检查。
“这次有雾气，所以镜头不太清楚，只有频繁清理镜头，才能看得更清楚、更准确。”每隔一段时间，王海松就停下来对望远镜进行擦拭，确保现场观测的精准度。
在仔细检查隧道衬砌后，他们又打开中心水沟盖板，对水沟进行检查，这时王海松发现水沟里有一处细小的泥土淤积，约一厘米高。
“短隧道火车快速行驶，尘土、铁屑等杂物容易被吹进来，在中心水沟形成淤泥堆积，我们要用铁锹等工具把淤泥处理掉，确保排水通畅。”王海松如是介绍。
与此同时，另外两组人利用检查锤，对隧道上行侧和下行侧的边墙进行敲击，确认墙体是否有空响，并对高铁未开通前整治过的细小问题进行复检。
检查记录现场。 王威 摄“95后”职工李康在该工区从事桥隧检修作业已经有8年，每天0时到4时的四个小时作业里，他做的工作简单又重复，就是用检查锤不断敲击边墙或者拿着本子对数据进行记录。
当日凌晨，隧道里的温度已下降到零下2℃，李康的脸上却冒出了汗。
“我们在敲击过程中，每一步都得仔细、认真，每一块都不能漏下，并把问题全部记录下来，立马去现场整治。对我们而言，这项工作虽然很累，但还是感到很自豪，能为列车运行安全做最好的保障。”李康如是说。
2023年的春运是杭台高铁开通后的第二个春运。其间，这些“钢轨医生”们将对铁路沿线隧道、桥梁等设备进行加密检查，对相关技术指标进行“把脉问诊”，确保高铁旅客安全出行。(完)
（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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