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
从“木兰辞”到“爱丽丝” 那些出现在文学作品里的兔子******
“雄兔脚扑朔,雌兔眼迷离。”南北朝名篇《木兰辞》让世世代代的读者为花木兰叫好的同时,也顺带普及了一个关于兔子的知识。2023年兔年的到来,让人们对兔子有了更集中的认知兴趣。兔子形象可爱迷人、性格古灵精怪,在全世界范围内,都是文学作品尤其是儿童文学作品和漫画作品中的常客。
从古至今
那些成功的“文学兔子”
龟兔赛跑的故事最早出现在公元前6世纪古希腊的《伊索寓言》中;《西游记》中一段玉兔精的故事在中国广为传播;国产动画《虹猫蓝兔七侠传》中重情重义的蓝兔,是很多人的童年记忆;《比得兔》里的兔子从一开始就跟农夫斗智斗勇,是英语世界里的经典形象;“小兔子乖乖,把门儿开开……”在中国的童谣中,机灵的小兔子用自己的聪明才智战胜了狡猾的大灰狼;在迪士尼电影《疯狂动物城》里伸张正义的兔子朱迪,也让人对兔子的形象大有好感……
将月亮与兔子的形象联系起来,是独属于中国人的浪漫。玉兔形象是兔子在中国文学中的一个典型形象。最早将兔子与月亮联系起来的是屈原。《楚辞·天问》中云:“厥利维何,而顾菟在腹”。“菟”同“兔”,意思是:对月亮有何好处,顾菟能常在其腹?反映了古代人认为月中有兔的传说。《淮南子》中也记载了“嫦娥奔月”的神话。
中国现代儿童文学的重要开拓者、著名作家郑振铎,创作、翻译了大量童话故事、儿童诗及散文,其中《兔子的故事》是他创作的童话中非常著名的一篇。这篇童话故事由兔子与狐狸、兔子与人熊、兔子遇险、兔子与牛4个短篇连缀而成,既可作为一个整体阅读,又可以各自独立成篇,语言明白晓畅。作者以主人公兔子与其他动物在日常生活中的斗争和较量为线索,通过一系列曲折有趣的动物生活的描绘,塑造出机智、调皮、聪明的兔子形象,给人留下了深刻的印象。
在美国现代作家约翰·厄普代克的笔下,“兔子”哈利·安斯特朗成为了文学史上的一个经典角色——一个一碰到问题就像兔子一样撒腿就跑的人。《兔子,跑吧》是约翰·厄普代克“兔子四部曲”中的第1部,整个“兔子”系列时间跨度长达40年,全面展现了美国中产阶级的生活图景。厄普代克的“兔子四部曲”为他赢得了两次普利策文学奖,可以说,这是当代文学史上很成功的兔子。
童话故事里
有一只具有哲学深度的兔子
文学作品中最有哲学深度的兔子,莫过于《爱丽丝漫游奇境》里,那只穿着西服背心、揣着怀表的兔子。在这部作品中,小女孩爱丽丝和姐姐坐在河边,无聊的爱丽丝快要睡着时,突然发现了一只揣着怀表、会说话的兔子。正是为了追上这只兔子,爱丽丝掉进了兔子洞,从而进入了一个神奇的国度。
在这个充满怪诞的仙境里,爱丽丝认识了很多有趣的朋友:一副绅士派头的白兔先生、怪异又真诚的疯帽子、骄横残暴的红心王后、势利庸俗的公爵夫人、可以随时现身又随时消失的柴郡猫……因和不喜欢白色花朵的王后发生冲突,爱丽丝突然惊醒,她发现这一切只是自己做的梦。
150多年前的一天下午,牛津大学的数学教师刘易斯·卡罗尔和所任职学院院长的三个女儿一起泛舟野餐。三个女孩嚷着要听故事,他想了一个新奇的开头,以三姐妹中一个叫爱丽丝的女孩为原型,即兴讲了一个精彩的故事。这就是儿童文学作品《爱丽丝漫游奇境》的来源。
从爱丽丝掉进兔子洞那一刻起,美妙如梦的冒险随之展开——抽水烟的毛毛虫、坏脾气的老鼠、咧着嘴笑的柴郡猫让人过目难忘。尤其是爱丽丝,这个美丽的女孩集怪诞、甜美与幽默于一体,俘获了一代代老少读者的心。
奇妙的是,读者读这个故事,就像掉进了兔子洞的爱丽丝一样,辨不清这究竟是一通缺乏逻辑的纯粹胡诌,还是一场对现实生活的精心戏拟。其中的角色对话,总是耐人寻味,有咀嚼不尽的滋味。这部童话的独特魅力在于虚幻荒诞的情节、新奇多变的写作手法、处处洋溢着的快乐精神。字里行间流淌着作者卡罗尔对于孩子的那份真挚而浓厚的爱。人们越发意识到,这不只是一本儿童读物,而是一位数学教授在艺术的形式壳子里进行了一场语言、数学、逻辑等领域的思维冒险。整个作品充满有趣的文字游戏、双关语、谜语和巧智,富有严密的逻辑性和深刻的内涵,是智慧与幻想的完美结合。自1865年诞生以来,这部作品吸引一代一代读者努力揣摩刘易斯·卡罗尔写《爱丽丝漫游奇境》的真实意图,也不乏哲学家分析其中的哲学内涵。
“爱丽丝”故事在中国较为全面的译介,始自我国著名语言学家赵元任先生。1921年,赵元任将《爱丽丝漫游奇境》译成中文,译名为《阿丽思漫游奇境记》,由商务印书馆于1922年1月初版,这是我国第一个《爱丽丝》中译本,距今已有百年的历史。后来赵元任又将《爱丽丝漫游奇境》续篇《爱丽丝镜中奇遇记》译成中文,译名为《阿丽思漫游镜中世界》,1969年在美国出版。国内的商务印书馆在1986年出版了两书合订本。“爱丽丝”追随的兔子,也成为中国读者熟悉的形象。上世纪90年代后期,出生于1927年的翻译家、诗人吴钧陶先生,在家里藏书中看到这两部“爱丽丝”的英文版原著,感到“我已年近古稀,读来还是兴味盎然”。他有意动手翻译,花了几年时间,将两部“爱丽丝”译出并顺利出版。
2022年末,为纪念国内引进爱丽丝故事100周年,草鹭文化出版了《爱丽丝漫游奇境》珍藏版,收录刘易斯·卡罗尔创作的童话名篇《爱丽丝漫游奇境》及其续篇《爱丽丝镜中奇遇记》。该译本选用资深翻译家吴钧陶先生译本,不删减任何诗句、对话、双关。参考原版书的版式,首次引进G. M. 赫德森、米洛·温特的插图,多达17张全幅彩图和20余幅双色插图,可以领略多个面相的爱丽丝形象,再次在中文读者中引发一股“爱丽丝热”“兔子热”。(华西都市报-封面新闻记者 张杰)
(来源:华西都市报 2023年2月3日 A13版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)