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
【网络强国这十年】白帽黑客创业记:“面对安全威胁,不做无动于衷的人”******
【网络强国这十年——创业故事篇】
在大众眼中,“黑客”一词常常与“病毒”和“破坏”划等号。传统概念中的“黑客”会攻击存在漏洞的系统,而“白帽黑客”则是致力于发现系统漏洞的人,他们使网络系统、软件系统更趋完善,减少网络攻击可能带来的损失。
在我国网络安全领域,知道创宇便是一个有代表性的团队,他们是一群网络攻击赛跑的“白帽黑客”。创业15年来,知道创宇的历程也是我国网络安全行业发展的缩影。
近日,中国网络空间安全协会理事、中国民间著名白帽黑客团队“安全焦点”核心成员、知道创宇CTO&COO杨冀龙做客光明网“网络强国这十年”专栏,畅谈创业经历,讲述创业初心与机遇,并对当下网络安全行业创业者的发展方向给出建议。
怀大情怀创业,“微助力”社会发展
当时创业,我与安全爱好者朋友聊起来,觉得安全技术还不错,怎么才能产生更大的社会价值?当时我们就提到一句话,还是挺激励我们两个人的,就是爱因斯坦说的,“这个社会是邪恶的,不是因为那些邪恶的人,而是因为那些无动于衷的人”。
我们是知道所有黑客的行动、行为和技术、手段、方法的人,我们无动于衷的话,那这个社会就越来越黑暗了。
尤其当时,我爸的电脑被各种流氓软件、黑客软件入侵,计算机都没法开机,开机一查病毒,一下十几款,而且很多杀毒软件都杀不了。
我们觉得,我们学了这么多网络安全的本事,还是得保护像我爸这样的老百姓。同时,中国要伟大复兴,需要很强的安全技术能力做保障。所以当时就决定创立知道创宇,初心就是为国为民,做一家真安全的、能实际保护整个网络的公司。
人工智能时代,做网络安全医院运营商
知道创宇应该说从创立的时候定位就是想做一个真安全的公司,或者说一个实战安全公司。因为安全其实分很多品类,比如说有服务类、有设备类,还有运营类,像国外很多都已经走到运营这个阶段了。
我们当时创业的时候就发现,中国很多安全厂商是做安全设备,安全设备可以理解为一家医院的医疗设备,已经有这么多优秀的网络设备了,我们再做几个设备,可能有出路,但是也不能解决很大的问题。社会上其实不太需要那么多安全设备,或者说不太需要那么多一个个的技术点,而是需要有人把他们串起来、运营起来,这个是更急迫的问题。
由此我们就决定创建一家网络安全“医院”,在医院里有各种各样的设备,有各种各样的器材,但更重要的是里面有大量的“医生”——安全专业人员,帮客户看看这个问题到底怎么回事,需要什么设备我们再上什么设备,这样处理每一个安全问题的成本就降低了,并且效果更好了。
而且随着一家网络医院的运行时间越来越长,它会积攒很多很多病例,即积攒很多大数据,有了这些大数据和样本之后,就可以启动AI,用人工智能学习做人工辅助,这个时候我们做很多对症下药、处理问题起来会更加准确,而且会更加快捷方便。
所以知道创宇的定位就是做一家网络安全的运营商,做一家类似于医院的运营商,而不是仅仅做一个网络安全设备的提供商,所以这是一个非常大的区别,这么多年,知道创宇其实也一直在这条道路上向前走,也获得了很多客户的信赖。
网络安全服务商将成为行业新方向
现在中国的网络安全市场是一个“垂直化+纵深化”的市场,怎么说呢?就是中国有很多企业是垂直管理的,它的分支机构遍布全国各地;各地方也有很多安全需求,包括很多厂商、各种政府、各种机构的需求,所以中国的市场是“井”字格形的。
安全需要快速应急,甚至安全人员马上就要到现场,如果一家安全公司总部在北京,会发现各地可能就难以覆盖,所以这个时候就会遇到很多安全服务的机会,每一个“井”字格的地方,其实都需要一个小的服务公司或者服务团队,能够迅速到场或者迅速解决问题。所以我认为,未来安全服务商是一个很大的机会,因为毕竟中国有众多城市,还有这么多垂直行业,这么多央企、政府、部委,垂直到每个地方,都有很多安全服务的机会。
而安全服务的机会就意味着,创业的小团队需要把客户现有用到的安全产品和设备用得非常好,加上自己的安全功底,把它真正地发挥起来,我认为这是一个很大的市场。
第二个市场就是,安全毕竟现在还是在不断发展中,比如现在有些大的行业发展,比如IoT、5G、居家办公等,催生了很多新的安全技术变革,或新的安全条例发布后,很多新的安全设备、安全工具就会有很多新的机会。如果一些公司技术特别好,他们也可以来开发这些技术,或者开发一个个产品工具,这样也能催生一系列的更加专业化的垂直公司的出现。
监制:张宁、李政葳
采访:孔繁鑫
拍摄:雷渺鑫
后期:雷渺鑫、孔繁鑫
(文图:赵筱尘 巫邓炎)