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
东西问|奚志农:影像如何跨越国界成为保护自然的力量?******
中新社昆明12月18日电 题:影像如何跨越国界成为保护自然的力量?
——专访野生动物摄影师奚志农
中新社记者 韩帅南
近日,正在加拿大蒙特利尔举行的《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)第二阶段会议上,来自世界各地一幅幅生动的野生动植物照片,让人们充分领略了大自然的神奇和美妙。
近年来,随着数码影像技术突飞猛进,自然影像成为人们认识、保护自然以及开展野外研究工作的重要手段。来自云南大理的野生动物摄影师奚志农,在近40年时间中一直实践着“用影像保护自然”的信念。他是第一个在国际野生生物摄影年赛获奖的中国摄影师,也是目前唯一入选“国际自然保护摄影师联盟”(ILCP)的中国摄影师。
影像如何跨越国界成为保护自然的重要力量?中国的自然摄影如何与国际接轨?近日,奚志农接受中新社“东西问”独家专访进行解读。
现将访谈实录摘要如下:
中新社记者:“自然影像”是什么?拍摄自然影像的野生动物摄影师与其他摄影师有哪些不同?
奚志农:自然影像是展现大自然千姿百态的真实图片、绘画和视频。自然影像既能记录大自然中美好的一面,也会记录其受到的创伤。在过去30余年中,我通过镜头让藏羚羊、雪豹等可爱的野生动物走进公众视野,也曾通过影像让滇金丝猴、绿孔雀等珍稀动物得到保护。自然影像能够给人们带来共鸣、向往和激励。
雪豹。奚志农 摄我认为成为野生动物摄影师的首要条件是对大自然不顾一切的热爱,其次要拥有很强的学习能力,要能够从文献中学习,向科学家学习,向某一地区的原住民学习。野生动物摄影师要掌握更多的技能,像野外生存、辨识野生动植物等,还要有足够的耐心,不断寻找和等待。
中新社记者:在其他国家,自然影像在保护自然方面是如何发挥作用的?
奚志农:在北美洲和欧洲的一些国家,随处可见包含自然影像的产品,不仅仅是报刊、杂志,在桌布、餐具等各种日用品上都会出现。在这样的环境中,公众有更多机会通过影像认识自然,进而开始保护自然。
国际上一些自然摄影展览和赛事已经比较成熟,例如国际野生生物摄影年赛、英国野生生物摄影年会等。这些活动不仅成为优秀自然影像的展示平台,也成为激励野生动物摄影师继续前行的动力。
此外,自然影像与对自然界的相关科学研究紧密关联。国外的野生动物摄影师会针对某一区域展开长时间的调研和拍摄,为科研提供助力。
在中国,通过自然影像促成对野生动物、生态环境保护的事例也有很多。20世纪90年代,我多次进入云南白马雪山国家级自然保护区,将鲜为人知的国家一级保护动物滇金丝猴展现在大众面前,并由此保住了它们所栖息的一片原始森林。
我拍摄的滇金丝猴照片也被美国《国家地理》《BBC野生动物》等国际期刊采用,让越来越多人了解并开始保护这一珍稀物种。1996年,美国《新闻周刊》以“中国正在萌芽的绿色革命”为题,报道中国保护滇金丝猴的情况,并称“这将成为中国人环保意识的分水岭”。
滇金丝猴母与子。奚志农 摄中新社记者:来自中国的自然影像为何会受到西方国家的关注?
奚志农:中国幅员辽阔,地貌、气候多样,是世界上生物多样性最丰富的地区之一。但因为缺少影像记录,导致不仅是国外,包括国内不少公众对中国自然的真实状况和物种的生存现状都缺乏基本的了解和认识。比如说,在滇金丝猴成为1999年昆明世界园艺博览会的吉祥物之前,提起中国野生动物,大部分国外公众能够想到的就是大熊猫。而野生动物摄影师可以通过拍摄自然影像,向世界展示一个真实和全面的中国。
2012年,我与几位年轻中国野生动物摄影师赴英参加英国野生生物摄影年会。在我们演讲之前,一位国外摄影师展示了他曾经拍摄到的中国自然生态遭到破坏的照片。幸运的是在他之后,中国团队用另一组影像呈现中国有着美好和充满生机的一面。我们展示了来自宝岛台湾的梅花鹿、云南的滇金丝猴、青海的藏羚羊等等,也讲述了中国野生摄影师队伍的发展经历,以及中国公众为保护自然付出的努力。当天,我们的影像和演讲打动了现场的参会人员,他们全场起立鼓掌,感谢我们展示了中国的另一面。
藏羚羊。奚志农 摄过去20年中,中国自然和野生动物摄影得到极大发展,越来越多的摄影爱好者和摄影师开始关注自然,国际自然摄影的舞台上不断出现中国摄影师的身影。他们不仅把中国壮美的自然景观和独特的野生生物影像展现给世界,还推动着中国自然保护不断前进。
中新社记者:中国的自然摄影与国际接轨,您有哪些建议?
奚志农:在部分发达国家,自然摄影已经发展为一项成熟的行业,具备高度的专业化、产业化和社会化。国外高校中的摄影专业已经细分出自然摄影专业,让学生学习拍摄技巧的同时,也能掌握相关的生物学知识。科研、传媒、艺术等领域对于自然影像的需求,足以让野生动物摄影师以拍摄自然为生。
云南红河流域的绿孔雀。奚志农 摄回溯10年前,中国的职业野生动物摄影师屈指可数,到今天已经达到了数十人。中国开始出现专门拍摄野生动物的制片机构,相关的业态正在不断萌生和成长。但自然摄影在中国还未能形成一个完整的行业,这需要各方力量持续推动来逐步完成。
现在中国大部分孩子距离自然太过遥远,建议学校和家长能够让孩子们拥有更多走近大自然的机会。也希望中国的高校能够增加自然摄影相关专业,培养更多优秀的野生动物摄影师。
学习和交流也是重要的一环。2009年起,我们联合多方力量将国际野生生物摄影年赛上的优秀作品引入到中国各大城市展览,就是为了能让中国摄影师和大众能够拓宽视野,增长见识。
此外,建议相关部门和组织能够共同推动恢复成立野生动物和生态摄影专业委员会,在专业委员会的规范和引导下,让拍摄者形成正确的意识和标准。(完)
受访者简介:
奚志农。李嘉娴 摄奚志农,中国野生动物摄影师,民间环保组织“野性中国”创始人。2001年,他拍摄照片的《滇金丝猴·幸存者》在国际野生生物摄影年赛获奖;2002年,他跟踪、打磨10年的纪录片《神秘的滇金丝猴》获英国布里斯托尔“自然银幕电影节”“TVE奖”;2015年,奚志农及其团队历时三年打造的中国本土自然纪录片《香格里拉神秘之猴》在美国公共电视网(PBS)展播;2022年,奚志农获得美国国家地理学会“Wayfinder”奖。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |