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
安全滑雪知多少?20条守则须记牢******
日前,国家体育总局公布了第一批高危险性体育赛事活动目录,滑雪赛事位列其中。国际滑雪联合会此前也公布过《十大安全准则》,提示滑雪爱好者遵守规则,安全滑雪。滑雪作为一项高危险性运动,无论是初学者还是资深雪友,都要把安全意识放在第一位。
滑雪前需要做好哪些防护,滑雪中如何避免发生碰撞、出现伤病如何救治,滑雪后如何快速恢复?带着这些问题,新京报记者专访郭丹丹、方森、倪守军、连文志等滑雪专家和运动医学专家,详解滑雪过程中需要注意的相关事项,在安全的前提下享受滑雪运动带来的乐趣。
滑雪前
严禁酒后滑雪
所有的滑雪场安全提示中,都有一条“严禁酒后滑雪”。方森表示,滑雪需要很好的平衡能力,滑雪之前千万不要喝酒。同时,患有心脏病、高血压等基础病的群体也不建议滑雪,“一旦出现意外,小的雪场还好,巡逻员可能会及时发现。如果在较大的雪场,很难第一时间被发现。”
了解雪场环境
滑雪前一定要了解滑雪场的雪道环境,认真阅读雪场安全提示,准确掌握各条雪道的坡度、长度和难度,根据自身水平选择合适的雪道,更不要滑出滑雪场界线。“不要盲目尝试超出能力范围的更高级的雪道,否则就等于把自己和他人置于危险的境地。”倪守军说。
方森介绍,每到一个陌生的雪场时,他会找一个熟悉环境的朋友或教练当向导,尽快了解雪场周围的环境。特别是滑野雪,一棵树看上去只露个尖,但底下可能就是个几米深的大坑。
装备心中有数
滑雪服、头盔、雪镜、雪板、雪杖、雪鞋这些装备都可以在滑雪场租到,手套、帽子、护脸等防护用品也要准备好。郭丹丹表示,装备准备齐全,到了雪场不至于手忙脚乱,也会省去很多时间。否则滑雪前一通忙活,人会烦躁,体验感也不好。
护肤不可忽视
滑雪虽然是一个冬季项目,但对防晒有很高的要求。方森介绍,因为长时间在雪场,滑雪教练脸上通常都会出现“熊猫脸”,大家在滑雪前一定要涂抹防晒霜、戴上护脸,保护好皮肤。
热身微微出汗
雪场气温低,滑雪前要进行充分热身,激活身体肌肉,防止滑雪时摔倒受伤。连文志介绍,穿上雪鞋前可以进行一些深蹲或者原地小碎步跑训练,心率达到100左右或者感觉后背微微出汗即可。
新手请个教练
滑雪不是一个容易上手的项目,新手最好在教练的指导下进行。郭丹丹指出,如果条件允许,一定要请个教练,看上去是多了一份开销,但非常有必要,“有时候这些技术就像窗户纸,一捅就破。而且你学会了以后,也会变身一个小教练去教其他朋友。”
滑雪中
“超车”留足空间
滑雪过程中处处要牢记安全意识,不要撞到别人,也不要被别人撞到。同时,选择在合适的雪道滑行,注意避让一些障碍物,减少不安全的因素。方森介绍,滑行过程中如果想要超越其他人,一定要留出足够的空间。前方滑雪者有雪道使用的优先权,发生碰撞责任在后方滑雪者。
摔倒时扔雪杖
滑雪是一项“摔”出来的运动,滑雪过程中摔倒在所难免,但一定要学会如何正确地摔倒以及起身。倪守军介绍,双板选手摔倒时要扔掉雪杖,双手抱在胸前向雪板一侧倾斜倒下;单板选手可以向后蹲坐下去或者往前扑倒,一定注意避免头部、手腕、肩部跟地面直接发生碰撞。
摔倒后要避让
如今滑雪爱好者越来越多,各大雪场节假日人流更是趋于饱和。雪圈有句俗话“不怕摔、就怕撞”。初学者如果在雪道上摔倒,应尽快脱板起身让开雪道,到雪道两侧或是不影响他人滑行的地方重新穿好雪板,防止被撞伤。
切记不要扎堆
初学者往往是三五好友一同来到雪场,切记不要扎堆滑行,要保持一定的安全距离,否则很容易发生碰撞。方森介绍,摔倒时通常伤情都不太严重,比较严重的多是被人撞伤。如发现前方有雪友摔倒应及时避开,实在来不及时可以主动摔倒,避免对他人造成二次伤害。
坐魔毯勿打闹
在雪场乘坐魔毯(初、中级雪道的交通方式,也叫雪场电梯)时,一定要注意力集中,这同时关系到身边雪友们的安全。方森介绍,双板爱好者乘坐魔毯时,一定要让雪板处在平行状态,雪板不要交叉。在魔毯上不要跟同伴打闹,身体也不要有多余动作,很多时候都是在猛一回头时摔倒的。一旦发生意外,工作人员会第一时间停止魔毯运行,这也有可能造成更多人摔倒。技术好的单板爱好者可以单脚滑行至魔毯,如果是初学者则建议把雪板脱下来抱着,这样相对安全一点。
累了就要休息
方森强调,滑雪时感觉到累了,就一定要休息,很多事故往往都出现在最后一趟滑行中。人一旦疲劳,身体便心有余而力不足。脑子里想着一个动作,但腿上使不出劲了。这时候如果再坚持继续滑雪,很容易出现事故。
骨折及时固定
滑雪最容易损伤的部位是膝关节,其中前交叉韧带、内侧副韧带和半月板损伤最为常见,再严重一点可能会出现骨折。连文志表示,如果出现膝关节骨折情况,一定要及时固定,否则容易穿破动脉神经,引起严重的并发症。可以把雪杖或雪板当作支架把膝关节保护起来,然后转移到一个安全的地方,等待救护人员到达。
肩伤立即停滑
除了膝关节,肩关节也是滑雪过程中容易受伤的部位。一旦出现肩关节脱位等情况,要联系医护人员或直接去医院,不要自行复位。连文志强调,肩部出现伤病后,一定不要再继续滑雪,此时身体平衡受到破坏,滑行过程中很容易摔倒,出现二次受伤的情况。
头受伤禁喝水
滑雪中尽管佩戴了头盔,但仍有可能出现脑外伤情况。连文志强调,出现颅脑受伤时,一定不要吃东西,也不要喝水,等待医生救治,“这时候喝水,可能会因为呛咳引起肺炎,医学上叫吸入性肺炎,是非常危险的。”
雪板可当担架
与双板不同,单板滑雪摔倒时多是臀部、背部着地,严重时会出现腰椎骨折、尾椎骨折等。一旦摔倒后出现腰部疼痛,或者下肢活动受限、下肢活动障碍等情况,有可能是发生了腰椎骨折。这时候的救治非常重要,可将雪板脱下充当担架,伤者一定不要再起身,也不要做弯腰、扭腰等动作,等待医生救治。
滑雪后
排酸缓解疲劳
连文志介绍,滑雪结束后,要及时进行拉伸活动,尽快将肌肉中的乳酸排出,减轻第二天肢体酸痛感。如果不做拉伸活动,肢体酸痛情况可能会持续3至5天。除了拉伸,滑雪后也可使用筋膜枪对肌肉适当按摩,缓解疲劳。
适当补充能量
由于是一项室外低温项目,滑雪后要适当补充热水。方森介绍,滑雪过程中会消耗大量热量,大家可以备点牛肉干或巧克力快速补充热量。另外,泡温泉也是一种运动后很好的放松方式。日本的很多雪场都配套有温泉,滑雪后泡泡温泉可以及时放松身体。
及时更换内衣
滑雪过程中容易出汗,滑雪后要及时更换内衣,预防感冒。注意滑雪时不要穿棉质的贴身内衣,不易排汗。
注重日常锻炼
滑雪是一项高强度运动,非雪季时也要适当锻炼身体,良好的肌肉力量可以保证运动时的灵敏性,肌肉力量不强的人容易产生疲劳,增加运动损伤风险。连文志称,跑步、自行车等都是不错的健身方式,平板支撑、俯卧撑等也能很好锻炼腰背部核心肌力。肌肉力量好了,滑雪过程中就不容易摔倒和受伤。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)