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
（新春走基层）火车“游”过渤海湾：直击亚洲最长铁路轮渡上的春运******
中新网烟台1月19日电 题：火车“游”过渤海湾：直击亚洲最长铁路轮渡上的春运
作者 王娇妮 戴少毅
兔年春节临近，满载着粮食、煤炭、生活用品、节日物资的火车每天“游”行于渤海湾南北两岸，成为中国春运一道独特的海上风景。
大连至烟台铁路轮渡项目纵贯渤海海峡，是亚洲最长的铁路轮渡，开辟了东北至山东及东部沿海地区的最短路径，比绕行山海关缩短1600多公里。
满载货物的火车通过轮渡跨越渤海湾。 戴少毅 摄19日12时，中铁1号轮停靠烟台北站，50节满载粮食的火车和35辆装满各种货物的汽车从轮渡开下。当日14时20分，装满煤炭、年货的火车和汽车，又将搭乘同一条轮渡继续跨越渤海湾，向大连旅顺港驶去。
工作人员告诉记者，春运期间通过轮渡过海的火车有“啤酒车”“鲜花车”“树苗车”“水果车”等等，轮渡俨然成了个巨型“超市”，每天约有1.5万吨货物从这里跨过渤海湾，五花八门的货物反映出民众生活的多样化。
在发往东北的年货中，山东的啤酒颇受欢迎。一列列“啤酒火车”从青岛发出，通过蓝烟线抵达烟台北站码头，并在这里等候上船。新鲜的山东啤酒通过海铁联运，走上东北民众的节日餐桌，最快48小时可到达黑龙江齐齐哈尔。
巨大的轮渡下层可装火车，中间可装汽车，上面则用来乘载旅客。客舱设有不同等级舱位，并配备电影院、超市、快餐厅、观景厅、卫星电视等设施。
机舱工作人员在工作。 戴少毅 摄常年从事海鲜运输生意的王海波将满载海货的汽车开上轮渡，准备在大连旅顺港下船后，直接开到沈阳销售。“轮渡线路用时短、费用低，一年光运输费就能节省六七万元。”王海波称。
铁路轮渡不仅实现了物畅其流，近年来通过不断完善船内设施等方式，同时实现“人享其行”，让旅客舒适地往返于故乡与他乡之间。
65岁的乘客李仁义告诉记者，如今回东北过年是轻松的旅行，坐轮渡便捷又舒适。而过去，他曾经历过排队二十多个小时买船票、男女老少一同挤在船舱里的春运场景。
在旅客中，还有不少人选择自驾小汽车乘船跨越渤海湾，他们有的回乡过年，有的携家人旅行。通过网络系统，旅客输入汽车车牌号等信息后，即可实现人与车便捷购票。
如此庞大的渡船是如何运行的？工作人员称，船上共有四台发动机组，承担着万吨巨轮的航行动力。机舱工作人员是渡船的“心脏”医生，一旦发现渡船“心血管有小毛病”必须随时诊断、治疗。
徐学强就是一名“诊治医师”，他负责对渡船故障做出判断，对症下药。“最好的诊治，是将隐患消灭在萌芽状态。”徐学强称，航运安全差一分就是灾难，必须第一时间解决问题，保障安全。
距离兔年春节还有两天，渡船上的年味越来越浓。工作人员告诉记者，他们的渡船是渤海湾上唯一春节不停歇的渡船，“大年三十不停航”已成为惯例。船员家属可以上船团聚，一同挂彩灯、包饺子，与旅客们一起过节。
据悉，渤海湾烟台至大连航线年均运送旅客250余万人次，车辆100余万台次，货物3000余万吨。今年春运期间，有20艘客滚船上线营运，最高峰日发送旅客超3万人次。(完)
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