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
电影市场迎来强劲复苏******
记者 袁云儿
《阿凡达:水之道》凭借突出的视效走出逆转曲线,《想见你》依靠热门IP带来情怀和浪漫,《绝望主夫》负责营造新年伊始的喜庆氛围感……2023年元旦档(12月31日-1月2日)电影市场迎来关键性的强劲复苏。据灯塔专业版数据,截至1月2日19时,2023年元旦档电影总票房达5.38亿元。
元旦期间,许多观众前往影院观影。影院正在逐步恢复至疫情前状态。
元旦假期三天,全国影院恢复运营水平达到新高,为市场复苏提供了基础。根据灯塔专业版数据,元旦假期三天全国影业影院营业总数都达到10600家以上,且每天的数量都在增多。其中昨天全国营业影院总数为10657家,是去年2月27日以来近10个月的新高,营业率高达85%。随着疫情逐渐平稳,北京、西安、天津、郑州、沈阳、大连等城市《阿凡达:水之道》的元旦档票房反超了影片首周票房。由于影片已经上映一段时间,出现这种逆转,一定程度上说明北方、中部、西部等地区恢复速度较快,观众在逐步回归影院。
元旦档上映的影片中,《阿凡达:水之道》《想见你》《绝望主夫》分列单片票房前三位,这三部影片合计贡献了近95%的元旦档票房,头部效应非常明显。
已经上映超过半月的《阿凡达:水之道》在这个假期实现票房逆转,收获2.73亿元票房,勇夺档期票房冠军。尤其值得一提的是,该片IMAX和CINITY等特效厅票房占到了20%以上。另外,该片的平均票价也从上映首日12月16日的56元下降到50元以下。对于影片市场表现的“回春”,影评人阿甘觉得当在情理之中,因为导演詹姆斯·卡梅隆的作品向来走长线放映,后劲非常足。尽管该片在剧情上遭到太过俗套简单的批评,但在他看来,该片依然是这几年最值得看的电影之一。目前猫眼专业版对该片在内地的总票房预测已从此前的10亿元回升至14.87亿元。
如果说《阿凡达:水之道》是元旦档的大餐,那么爱情片《想见你》和喜剧片《绝望主夫》就是开胃小菜了。前者作为2019年现象级同名剧集的衍生电影,用小清新的风格叠加时空穿越元素,讲述了一个双向奔赴的感人爱情故事;后者则借助喜剧和幻想营造出一个“女尊男卑”的虚拟世界,对大男子主义进行了辛辣的批判与讽刺,呼吁男女平等、女性独立自强。灯塔专业版数据分析师陈晋透露,《想见你》的主要受众为年轻女性,占比接近七成,与《阿凡达:水之道》有明显的差异性。“值得一提的是,影片在跨年场的票房超过1500万元,排名第一,很多年轻观众选择在影院观看这部爱情片,携手跨年迈入2023。”这说明,七夕、元旦等有特殊纪念意义的档期,主打浪漫温馨的爱情片依旧是市场“刚需”。而《绝望主夫》作为元旦档唯一的喜剧片,档期票房也顺利破亿元。
元旦档市场表现可喜,让业内对还有不到三周就将到来的春节档充满期待。截至目前,2023年春节档已有《流浪地球2》《无名》《满江红》《熊出没·伴我“熊芯”》等四部新片待映,其中《流浪地球2》是国产科幻大片的续作,又有吴京、刘德华两位超级明星保驾护航;《满江红》作为张艺谋新作,演员星光同样夺目;程耳执导的谍战片《无名》由梁朝伟、王一博主演,这样的搭配令人耳目一新;而已经多年在春节档“闷声大发财”的“熊出没”系列IP今年又没缺席,且也是档期“硬通货”。未来可能还会有其他影片宣布进军春节档。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)