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
春节假期天气地图：我国无大范围低温雨雪冰冻 南方多地雨中迎新春******
中国天气网讯 今天（1月19日）上午，中央气象台正式发布春节假期天气预报，预计2023年春节假期（除夕至初六）我国无大范围低温雨雪冰冻等灾害天气，冷空气活动较为频繁，中东部地区气温波动较大，内蒙古东部、东北一带气温偏冷明显，部分地区将现极寒。南方多地雨水中迎新春，除夕、初一及初五前后会有阴雨，需注意出行安全。
北方冷空气频扰气温偏低 东北等地将现极寒天气
中央气象台预计，春节假期，我国无大范围低温雨雪冰冻等灾害天气；中东部地区冷空气活动频繁；北方大部地区以晴到多云天气为主，平均气温较常年同期偏低1至3℃；南方地区有一次大范围小雨过程，平均气温较常年同期偏高1℃左右。
内蒙古、黑龙江部分地区将现极寒天气。受冷涡影响，春节期间内蒙古东部和东北一带气温偏低明显，会有大片区域气温创今冬来新低，黑龙江中北部、内蒙古东部有不少地方还可能会打破1951年以来低温历史纪录。
其中，黑龙江省会哈尔滨，初一、初二最高气温仅有-23℃、-24℃，将连创今冬新低，最低气温更是会降至-35℃，实力演绎北国冬日的天寒地冻。内蒙古东部的图里河连续4天最低气温-49℃，冷得罕见，当地从1951年以来仅有两天最低气温达到-49℃以下。这些地区的小伙伴，过年一定备足最厚的装备，全副武装防寒保暖。
西北大部、华北北部气温偏低，雨雪少。除了东北地区，西北大部、华北北部春节期间气温也将会比常年同期偏低，最高气温在冰点线徘徊，最低气温跌至-10℃左右。另外这些地区雨雪稀少，春节期间在保暖防寒的同时要及时补水防燥。
华北中南部、黄淮假期初期有霾扰。除夕和初一冷空气影响间歇期，大气静稳，华北中南部、黄淮等地可能会有霾天气出现，初二开始随着冷空气的到来，空气质量好转。
南方大范围降雨来扰 华南西南等地警惕大雾
南方大部假期雨水开启。南方大部地区除夕、初一会遭遇降水，强度较弱，其中，湖北西部一带海拔较高区域可能会有雨夹雪或小雪出现；初二到初四天气转晴，只有西南地区东部可能会有分散的弱降水，但受到冷空气扩散南下影响，可能会出现4至6℃降温；到初五前后，南方雨水又将增多，春运返程或将受到影响。
西南、华南等地有雾来扰。除夕夜至初一，四川盆地南部、安徽、华南南部及沿海，北部湾、台湾海峡等地有大雾，局地能见度不足200米；初五、初六早晨时段，贵州南部、广西、广东西部等地有大雾。
西藏西南部警惕强降雪。西藏西南部在初三后会有强降雪，部分地区大到暴雪，需警惕降雪带来的不利影响。
今年，随着疫情防控政策调整，不少在外工作的人都选择了返乡过年，此时防疫并不能完全松懈。在返乡途中，依然要做好个人防护，佩戴口罩必不可少；返乡初期，要加强自我健康监测，尽量避免接触家里有基础性疾病的老人；春节期间，不熬夜，避免劳累，不大量饮酒，不暴饮暴食。
中国天气网提前祝大家春节快乐，兔年大吉，万事如意！（策划/冯玮 设计/张莉 数据支持/张娟）
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