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
首部《跨境数据流通合规与技术应用白皮书》发布******
日前,“粤港澳大湾区国际人工智能与机器人高峰会2022”在香港、深圳、澳门三地以线上、线下相结合的方式举行,峰会由香港生产力促进局(生产力局)、深圳市发展和改革委员会、广东省人工智能与机器人学会、香港人工智能与机器人学会与澳门大湾区人工智能学会主办,以及深圳数据交易所、粤港澳大湾区大数据研究院、湾区数字科技联盟、开放群岛开源社区联合承办。
香港创新科技及工业局局长和深圳市科技创新委员会领导,以及国际图灵奖得奖者、三十余名中外院士及专家、多位大湾区高校校长出席会议,或将成为粤港澳大湾区三地联合主办的最高层次的人工智能与机器人领域专业会议。
会上,国家信息中心原党委书记、常务副主任,粤港澳大湾区大数据研究院名誉理事长杜平为《跨境数据流通合规与技术应用白皮书》致辞,联易融创始人、董事长兼CEO宋群作为主编单位代表出席发布仪式,并正式发布了由开放群岛开源社区跨境数据流通小组牵头,联易融、深数所、贵数所、粤港澳大湾区大数据研究院、中国电子、天翼电子、微众银行、顺丰科技、勤达睿、广和律所、大成律所、中伦律所、华东江苏大数据交易中心、星环科技、南方财经、雁联科技、九鑫智能、八分量等三十余家机构编写的国内首份《跨境数据流通合规与技术应用白皮书》。
跨境数据流通成为推动新型全球化的新引擎
近年来,互联网、云计算、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术成果快速涌现,陆续进入到大规模快速实现商业转化的阶段。与此同时,在催生大批数字化企业、数字化业态、数字化应用场景的过程中,全球互联网协议流量以及全球数据量都呈现指数级增长势头。伴随着跨境数据在支持国际贸易活动、促进跨国技术合作、推动数据资源共享方面的作用愈发凸显,数据作为要素具有巨大价值已经成为国际共识,促进数据跨境流通及数字贸易,正成为推动新型全球化的新动力。
2022年12月19日,国务院关于构建数据基础制度更好发挥数据要素作用的意见也指出,“深化开放合作,实现互利共赢。积极参与数据跨境流动国际规则制定,探索加入区域性国际数据跨境流动制度安排。推动数据跨境流动双边多边协商,推进建立互利互惠的规则等制度安排。鼓励探索数据跨境流动与合作的新途径新模式”,加强数据跨境流动的探索,成为我国在全球数字经济发展格局中的建立优势的关键。
探索合法、合规、可落地的跨境数据流通技术解决方案
开放群岛开源社区跨境数据流通小组以助力企业合法、合规实现数据流通业务出海为目标,围绕着国内数据的出境、国外数据的入境以及第三国数据过境等领域,联合生态伙伴结合业务模式与技术能力推进合法合规可落地的技术解决方案。
本份白皮书集领域内行业专家、法律专家、技术专家智慧,以跨境数据流通线下合规与线上技术解决方案相结合为特色,在研究数据出境接收国及地区的法律环境分析的基础之上,探索技术手段实现跨境数据的高效流转,是跨境数据技术解决方案的首次集中展现。白皮书系统剖析了我国在数据跨境流通领域的发展现状、难点和障碍;同时,全面梳理了美国、欧盟、日本、新加坡、中国香港、中国澳门等国家和地区在数据安全保护和数据跨境流通等方面的法律法规要求,为国内从事合规的从业人员提供相关素材的参考;还重点围绕金融、医疗、汽车、物流和跨境电商等行业,探索如何利用区块链、数据网关、隐私计算等最新技术,提出推进数据高效、合规跨境流动的技术解决方案。
以粤港澳数据跨境为起点,参与全球数字经济浪潮
近年来,粤港澳大湾区在经济贸易、投资融资、科技交流合作、人员往来等多个方面都开展广泛深入的合作且成效显著。面临新时代的新情况和新任务,如何以数据跨界流动来赋能粤港澳三地间人流、物流、资金流更加精准、便利、高效、安全地流通,提升大湾区整体的经贸合作和人文交流的效率和安全性,是三地政府管理部门、企业和市场服务机构的重大任务。
尝试以粤港澳为样本,探索实践数据跨境流动的大湾区方案有利于我国在参与世界数据经济合作中积累经验并发挥重要作用,大湾区具有一国两制三地的中国特色,在数据跨境流通、基础制度体系建设、管理体制机制完善、标准规范和通用协议制定、数据安全流通技术应用等重大问题上先行先试,及时总结有效做法。不仅仅是大湾区三地的事情,对于中国积极主动参与国际数字贸易、世界数字经济技术合作和网络空间治理以及维护速度主权都具有十分重要的现实意义。(柯岩)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)