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
【青椒谈】充分认识教育、科技、人才一体化推进的重大战略意义******
作者:郭绍均(四川大学马克思主义学院副教授、四川省中国特色社会主义理论体系研究中心特约研究员)
党的二十大报告指出:教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。这是我们党首次在党代会报告中将教育、科技、人才工作进行专题部署和系统谋划,极大深化了对教育、科技、人才一体化推进的重大理论和实践问题的规律性认识,为新时代新征程坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动,加快建设教育强国、科技强国、人才强国指明了奋斗方向、提供了行动纲领。教育、科技、人才是深度关联、互为依存、相互作用的有机整体,教育、科技、人才一体化推进,是百年大党波澜壮阔的奋斗历程特别是新时代治国理政伟大实践的深刻经验总结,也是实现党和国家事业兴旺发达、长治久安的深远考量和战略部署。
一、教育、科技、人才一体化推进,是关乎国家和民族长远发展的重大战略擘画
全党全国各族人民正在为全面建设社会主义现代化国家、实现中华民族伟大复兴的中国梦而团结奋斗,我们比以往任何时候都更加需要符合中国国情和发展需要的教育、更加离不开强大的科技创新力量、更加渴求卓越人才。教育强国、科技强国、人才强国,是不断推进和拓展中国式现代化、全面建成社会主义现代化强国的应有之义。无论是加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、海洋强国、贸易强国、文化强国、体育强国、农业强国等,还是扎实推进美丽中国、法治中国、平安中国、健康中国、数字中国等,都离不开教育强国、科技强国、人才强国的坚实支撑。
改革开放以来特别是党的十八大以来的实践证明,建设社会主义现代化国家、推进中华民族伟大复兴,基础在教育、关键是科技、归根结底靠人才。全面建设社会主义现代化国家已经进入开局起步的关键时期,中华民族伟大复兴已经进入不可逆转的历史进程,这为教育、科技、人才事业发展提供了历史性机遇、奠定了坚实基础、创造了有利条件。新时代新征程摁下了全面推进中华民族伟大复兴的“快捷键”,但民族复兴绝不是轻轻松松就能实现的,我们必须准备付出更为艰巨、更为艰苦的努力。时代越是向前,教育、科技、人才的重要性就愈发凸显,教育、科技、人才一体化推进的地位和作用就愈发显要。
二、教育、科技、人才一体化推进,是在国际竞争中占据先机和优势的必然要求
大国发展史表明,教育孕育未来,科技彰显实力,人才是战略资源,三者的协同配合对提升综合国力至关重要。没有一流的教育,就不可能有一流的科技实力和源源不断的高素质人才大军;没有科技领先,就不可能实现教育事业和人才培养的领先;没有人才优势,就不可能发挥出教育和科技的应有作用。当前,世界之变、时代之变、历史之变正以前所未有的方式展开,新一轮科技革命和产业变革迅猛发展,围绕科技制高点和高端人才的战略博弈空前激烈,教育领域的赛道和赛跑呈现出新的发展态势和特征。世界主要国家都在寻找塑造竞争优势的突破口,力争抢占未来发展的先机。当今世界综合国力竞争不是单项竞争,教育、科技、人才都是衡量一个国家综合国力的重要指标,大力推动教育发展、科技创新、人才培养无不是各国增强综合国力和提升国际竞争力的“关键密码”“制胜法宝”。
面对国内外环境的深刻复杂变化,我们必须以更高远的历史站位、更宽广的国际视野、更深邃的战略眼光,提高对教育的基础性、先导性、全局性地位和作用的认识,对科技竞争犹如“逆水行舟,不进则退”的认识,对人才竞争在综合国力竞争中决定性作用的认识。在新的历史起点上,我们必须向着更高水平、更高目标,以更大的力度、更实的举措,确保教育、科技、人才一体化推进,使我国拥有教育发展优势、科技比较优势、人才竞争优势,从教育、科技、人才的大国迈向教育、科技、人才的强国,以进一步在国际竞争中赢得优势、赢得主动、赢得未来。
三、教育、科技、人才一体化推进,是推动我国经济社会高质量发展的大势所趋
我国是世界上最大的发展中国家,发展是解决我国所有问题的关键、党执政兴国的第一要务,高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。从全球范围和我国实际看,教育、科技、人才同经济社会发展加速渗透融合,越来越成为推动经济社会发展的主要力量。教育、科技、人才一体化推进,是推动经济社会高质量发展的迫切要求和强大驱动,充分体现了我们党对教育规律、科技发展规律、人才成长规律,对教育、科技、人才工作内在规律,对经济社会发展规律的高度遵循、深刻认识和巧妙运用。
教育是国之大计、党之大计,决定着科技创新的高度和人才培养的质量。必须始终把教育摆在优先发展的战略位置,把教育作为推动高质量发展的重要先手棋,不断使教育同党和国家事业发展要求相适应、同人民群众期待相契合、同我国综合国力和国际地位相匹配。经济社会发展将更多依靠科技进步,抓住了科技创新就抓住了牵动我国发展全局的牛鼻子。必须坚持走中国特色自主创新道路,坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,加快实现高水平科技自立自强,打通从科技强到产业强、经济强、国家强的通道。人才越来越成为推动经济社会发展的战略性资源。必须全方位支持人才、帮助人才,千方百计造就人才、成就人才,择天下英才而用之,加快建设世界重要人才中心和创新高地,加快形成有利于人才成长的培养机制、有利于人尽其才的使用机制、有利于人才各展其能的激励机制、有利于人才脱颖而出的竞争机制,为推动经济社会高质量发展培育和凝聚各类优秀人才。
立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展,必须从全局性、战略性、前瞻性的高度认识教育、科技、人才一体化推进的重大作用和基本特点,把科技作为推动发展的第一生产力、人才作为支撑发展的第一资源、创新作为引领发展的第一动力,并使之更好结合起来,着力形成有利于经济社会高质量发展的坚实基础、不竭动力、智力支持。这要求继续坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动,确保科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略的持续性联动和高度协同,努力实现更高质量、更有效率、更加公平、更可持续、更为安全的发展,开创经济社会发展新局面。
【本文系国家社会科学基金青年项目“习近平新时代国家治理思想的内容体系、理论创新与当代价值研究”(项目批准号18CKS025)阶段性成果】
(文图:赵筱尘 巫邓炎)