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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

慢火车上“赶大集”******

　　2023年春运第一天，从上海回家过年的刘贵宾在返乡列车上赶了趟大集。在这趟行驶在祖国最北端的4045/4046次慢火车上，刘贵宾看中了零食大礼包和冻货，“没想到有冻大鹅，很新鲜”。今年过年，他正为网购的年货尚未发货发愁，就在返乡的车上买到了年货，“下车就回家，什么也不耽误”。

　　同样开心的还有家住杨木山村的张大海，今年赶集，他不用去邻镇，也不用担心赶不上回家的车。村附近的这趟慢火车，由黑龙江省齐齐哈尔市一路向北，开往加格达奇，全程431公里，是40多年来连接村民与外界的唯一通道。火车途经32个车站，其中有14个站每天只有这一趟列车经过。“以往出门赶集、外出购物时间稍长，就只能在外面留宿，第二天再回家。”

　　1月7日，为期40天的2023年春运开启，中国铁路哈尔滨局集团有限公司齐齐哈尔客运段把集市搬进了列车车厢。接下来10天，车上旅客尤其是沿线林区村民，在家门口的火车上就能“赶大集”，把年货带回家。

　　这也是疫情防控政策优化以来的首个春运。4045次列车长何斌感受到车厢里久违的热闹，“去年春运，我们列车车厢才十多个人”。经交通运输部估算，2023年春运期间客流总量约为20.95亿人次，比去年同期增长99.5%，恢复到2019年同期的70.3%。

　　人气高了，年味就有了。7日早上8时08分，从加格达奇开往齐齐哈尔的4046次列车准时发车，桌上摆着白菜、土豆、大葱、糖果、小鸡、蘑菇等货品的3号车厢，被分为蔬菜区、特产区、零食区、民俗区、旧物展销区，正慢慢迎来光顾“摊位”的旅客。

　　“今天上车主要是看看有没有猪肉，带点肥膘的那种。”10点多从杨木山站上车后，张大海就开始找车厢集市上的“好吃的”，他的女儿刚从北京回来，“我闺女就喜欢吃咱家乡的猪肉，用她的话说这是有‘烟火气’的。”

　　包括张大海在内，这趟车上的很多熟客都提前从旅客微信群里得知“车上要开办集市”。嫩江市伊拉哈镇伊拉哈中学支教老师李鹏就在群信息里留意到了“旧物展销区”。等到集市“开张”这一天，他如愿看到了玩偶、书籍等，“成色非常好，价格也合理，想给学生们带回去”。他“淘”到的书里有《闪耀的科学奖项》《开发你的大脑》等。

　　在民俗区，车厢里挂着福字、对联，摆着剪纸、玩偶，车厢外是雪地，两只红色的兔年玩偶靠在火车车窗上。一位母亲带着5岁的孩子在逛，“这不仅是孩子第一次乘坐火车，也是他第一次在火车上赶集。”这位母亲说。

　　“最受欢迎的还是零食区，特产区与民俗区也人气较高。老人基本会砍砍价，但我们这里按进货价卖，如果买得多或需要送礼，还免费提供产品包装。”董亲彭是这次列车集市上卖年货的乘务人员之一。这一路，慢火车缓缓穿行于兴安林海之间，“窗外一片白雪皑皑”，但董亲彭没时间看，他得称重、介绍货品，“人多的时候还要大声吆喝，忙得很”。

　　在亲切的东北话中，熟悉的赶集画面回来了，旅客们的手推车也从轻到重。90后志愿者刘亚南是列车大集的导购员，她注意到，这天中午12时33分，一些赶集的旅客在嫩江站下车，准备搭乘齐齐哈尔至加格达奇的4045次列车回家，“由于忙着采购，好多人没来得及吃午饭，他们在大集上买了烧饼、黄瓜，打算上了火车后再把午饭补上。”

　　“记忆中的赶集非常热闹，说话得喊着说，赶完集基本上嗓子也哑了。”齐齐哈尔富裕县忠厚乡春生村支部书记李辉特意在列车大集的特产区转了转，他说，传统集市上，独有的冻梨、冻柿子、冻黄桃是抢手货，其中一些货品也出现车厢里。

　　“3个月前，我们通过常旅客微信群征集大家对于春运集市的需求与意见，最终确定6个品类，进行市场比价、选品。”何斌介绍，这是该客运段3年来头一次在列车车厢内摆起摊位，包括冻梨、溜达鸡等热销货品在内，所有年货的价格由齐齐哈尔客运段经营科统一定价，与市场价基本相同，“采购多少钱就卖多少钱”。

　　从打通扶贫路，到开办列车集市，“公益服务”一直是这趟慢火车不变的底色。在古老又年轻的列车集市上，李辉给孩子们挑了几个兔年玩偶，他还找何斌聊了聊，“现在做生意难，我们村都是采山货的农民”。让他惊喜的是，列车长也很欢迎卖货的村民走进列车，拓宽增收的路。

　　李辉说，如果明年还有列车大集，一定要让村里卖土特产的村民也来卖卖，“让乘客看看我们东北的榛蘑、木耳等特产”。

　　通讯员 徐率 中青报·中青网见习记者 朱彩云 来源：中国青年报

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）