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
欧洲央行加息弦外有音******
欧洲央行加息弦外有音
□ 翁东辉
欧洲央行新一轮加息如期而至,当地时间2月2日召开的货币政策会议上欧洲央行宣布加息50个基点,并重申承诺3月份继续加息50个基点。从其加息决定及欧洲央行行长的讲话内容来看,传达了三大重要信息:欧洲央行仍然把抑制通货膨胀放在首要位置;货币紧缩政策远没有结束;对经济增长前景保持乐观。尽管如此,随着欧洲央行加息正在影响实体经济以及更高的价格对消费造成压力,欧洲央行偏向“鹰派”的加息和缩表政策有可能导致欧洲经济陷入滞胀,甚至陷入衰退,欧洲经济难言乐观,是否在二季度继续加息要打个问号。
欧洲中央银行当地时间2月2日召开货币政策会议,决定将欧元区三大关键利率均上调50个基点,并重申承诺在3月份继续加息50个基点。欧洲央行在当天公布的货币政策决定中说,自2月8日起,主要再融资利率、边际借贷利率和存款机制利率将分别上调至3.00%、3.25%和2.50%。
从2022年7月开始加息算起,欧洲央行已经连续4次大幅加息,累计加息250个基点。欧洲央行持续加息引起国际社会极大关注,市场反应不一。美欧货币及利率政策究竟会有什么样的调整?欧洲央行如何看待经济增长前景及通货膨胀趋势?这些是关系到全球经济复苏的大问题。
欧洲央行的加息决定及欧洲央行行长拉加德在新闻发布会上的讲话,传达了三大重要信息。
第一,加息在普遍预料之中,欧洲央行仍然把抑制通货膨胀放在首要位置。欧洲央行去年以创纪录速度连续加息,将关键存款利率提升至2.5%,预计在2023年夏季将达到3.5%的峰值。其目的只有一个,就是不惜代价扭转通胀快速攀升势头。事实上,尽管能源和食品价格仍然保持高位,但目前欧元区总体通胀趋于缓和。该行指出,将随时准备在其授权范围内调整其所有工具,以确保通胀在中期内恢复到2%的目标。
根据该行决议声明,鉴于潜在的通胀压力,欧洲央行打算在下次货币政策会议上评估其货币政策的后续路径,重点是将利率保持在限制性水平来降低通胀,并防范通胀预期持续上行的风险。
市场分析认为,欧洲央行今后可能会跟随美联储,采取更多渐进措施以在抑制通胀与保持经济增长之间实现平衡。但欧洲央行试图打消人们的降息猜测,坚持利率需要“以稳定的步伐显著上升”,但具体如何要在3月份会议上看形势再决定。
第二,货币紧缩政策远没有结束。继续加息的同时,欧洲央行还就如何缩减其5万亿欧元的债券投资组合提供了更多细节,重申3月至6月到期债务的每月上限为150亿欧元。此后的债务缩减规模还将随着时间的推移而确定。
同时,欧洲央行还打算在2月底之前继续对根据资产购买计划(APP)投资组合购买的到期证券的本金付款进行全额再投资。随后,APP投资组合将以有节制和可预测的速度下降,因为欧元体系不会再投资所有到期证券的本金支付。至于紧急抗疫购债计划(PEPP),欧洲央行打算至少在2024年底之前将根据该计划购买的到期证券的本金进行再投资。
第三,对经济增长前景保持乐观。拉加德表示2022年底的经济增长数据令人鼓舞。根据欧盟统计局初步统计,欧元区2022年四季度GDP增长0.1%,与2021年同期相比增长了1.9%。预计欧元区 GDP2022年将增长3.5%,欧盟经济则平均增长3.6%。最新的领先指标,包括该地区企业的关键采购经理指数(PMI)调查,表明欧洲经济已经触及低点,未来经济扩张在望。
另外,欧洲央行对于通货膨胀趋势的判断值得重点关注。该行预计,今年1月份通胀率为8.5%,比12月份低0.7个百分点,下降的主要原因是能源价格再度大幅下跌。而且未来几年的能源价格将会持续下降。食品价格通胀指数小幅上升至14.1%,目前欧洲消费市场受过去能源和其他食品生产投入成本飙升的影响尚未消除。
欧盟统计局2月1日公布的初步统计数据显示,今年1月份不包括能源和食品在内的通货膨胀率将保持在5.2%左右,非能源工业产品的通胀率上升至6.9%,服务业通胀率下降至4.2%。其他潜在通胀指标也仍然很高。欧盟各成员国政府针对高能源价格对家庭进行补贴措施将在2023年继续发挥作用,有利于进一步抑制通胀,但是一旦补贴到期则会有反作用。潜在的通胀压力、缩减的财政措施和工资增长压力,是拉加德强调继续加息的主要原因。
尽管如此,随着欧洲央行加息正在影响实体经济以及更高的价格对消费造成压力,市场人士一直警告欧洲央行偏向“鹰派”的加息和缩表政策有可能导致欧洲经济陷入滞胀,甚至陷入衰退。拉加德等人也因此屡屡受到抨击和质疑。
今年,欧元区经济三重压力还将加大。一是乌克兰危机冲击欧洲供应链安全,欧洲产业仍然受能源短缺、成本上升的困扰;二是生产和消费信心不足,不仅居民消费需求受限,企业出口竞争力也在减弱;三是高通胀有可能持续,而货币紧缩政策将导致地区金融碎片化风险上升,欧洲债务危机或将重演。在这种情况下,欧洲经济难言乐观。反观欧洲央行的利率政策,是否在今年二季度继续坚持加息要打个问号。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)