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
谋划育人用人新战略 开启高质量发展新征程******
作者:王稼琼(北京交通大学校长)
党的二十大擘画光明未来,引领时代航程,指导实践伟业。“高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务”“坚持为党育人、为国育才,全面提高人才自主培养质量,着力造就拔尖创新人才,聚天下英才而用之”,报告中的这些观点论断,为新时代高校汇聚英才,实现高质量发展指明了前进方向,提供了基本遵循。
作为一所特色鲜明的“双一流”高校,北京交通大学始终把人才培养放在首要位置,擦亮鲜明底色,传承红色基因,在固根基、补短板、强特色、提质量上锐意进取,奋力拼搏。新时代新征程,北京交通大学要深刻认识和领悟党的二十大精神,在全面学习、全面把握、全面落实上下足功夫、下实功夫,时刻以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,以特色鲜明世界一流大学建设为主线,精准对接国家战略需求,主动谋划育人用人新战略,积极探索汇聚英才新路径,自信自强,守正创新,努力在全面建设社会主义现代化国家新征程中贡献更多育人成就和拔尖人才,走出一条人才引领高质量发展的特色道路。
深化立德树人,突出价值引领新优势
习近平总书记在党的二十大报告中强调,全面贯彻党的教育方针,落实立德树人根本任务,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。
我们要提高政治站位,强化责任担当。坚持和加强党对高校的全面领导,坚持社会主义办学方向,以立德树人为己任,赓续红色血脉,传承奋斗精神,深入开展社会主义核心价值观宣传教育,深化理想信念教育、爱国主义教育、中华优秀传统文化教育,持续推进思政课程和课程思政改革创新,充分发挥高校思想政治教育的价值引领功能。
坚持“五育并举”,优化评价机制。深入推进学生评价机制改革,秉持以德为先、能力为重的基本原则,不断创新综合动态评价的方式方法,充分重视学生发展水平的差异性,因材施教,有效促进学生德智体美劳全面发展。
提升师德师风,增强榜样效应。以抓顶层设计、抓决策部署、抓组织协调落实主体责任,以学理论、学“四史”、学楷模把稳思想航标,以讲师德、讲校史、讲警示铸就交大师魂,加快形成尊师重教新风尚。
新时代新征程要求我们必须主动对标科教兴国战略,形成价值培育塑造的“导引器”和“增幅器”,坚决打好铸魂育人阵地战,为教育强国建设贡献交大智慧和交大力量。
聚焦国之大者,发挥学科特色新优势
习近平总书记在党的二十大报告中指出,培养造就大批德才兼备的高素质人才,是国家和民族长远发展大计。
我们要充分彰显学科特色优势,完善学科整体布局。紧紧围绕前沿加强学科交叉融合和一流学科群建设,形成具有良好学科生态的相互支撑、相互协调、可持续发展的学科体系和结构,为人才培养建立坚实稳固的学科基础。
深化教育教学模式改革,构建一流人才培养体系。在打造学科优势的基础上,深入实施“本研贯通、学科融通、产学相通、国际互通”的“四通”教育教学新模式,加强质量保障体系建设,完善人才培养体系,努力培养拔尖创新型、卓越复合型、行业创造型人才,全面提升人才培养能力。
积极培育创新文化,营造浓郁创新氛围。大力弘扬新时代科学家精神,引导和激励科技工作者弘扬“饮水思源、爱国荣校”的优良传统,争当科技创新排头兵,主动肩负起投身创新驱动发展战略,建设交通强国、科技强国的光荣使命。
通过聚焦“国之大者”,加快形成人才孕育成长的“孵化器”和“助推器”,坚决打赢人才培养主动战。
着眼长远大计,彰显人才育引新优势
习近平总书记在党的二十大报告中指出,“必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力”“我们要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动,加快建设教育强国、科技强国、人才强国”。
我们要坚持“党管人才”,加强统筹谋划。始终心怀人才建设这一长远大计,主动作为,率先布局,持续推进人才强校战略,全方位培养、引进和用好人才。坚持“广纳群贤、人尽其才”,以“规模适度、结构优化、富有活力”为目标,打造优秀人才的“蓄水池”和“磁吸石”。
坚持“育引并举”,丰富载体平台。大力创新“育引并举”的方式方法,构建“校—院—学科”三级联动的人才引育体系,不断健全有利于人才成长与聚集的体制机制和环境氛围。进一步拓宽视野,充分发挥行业特色优势,促进校企合作深度融合,创设校内外相互联动、国内外相互交流的运行机制和协调机制,为教师搭建起业务培训、素质提升的高端平台。
坚持“系统管理”,打造优质团队。从系统观念出发,不断创新人才管理工作,进一步加强人才激励机制、服务保障机制、考核评价机制建设,着力锻造锤炼一支能够支持特色鲜明世界一流大学建设、支撑引领行业发展、发挥交大优势特色、服务国家战略需求的新时代高素质专业化人才队伍,加快建设交通领域世界一流的重要人才中心和创新高地。
推动高校高质量发展,必须不断优化人才育引的“驱动器”和“调节器”,打响队伍建设攻坚战,以高素质人才助力新时代人才强国建设。
《光明日报》( 2023年01月09日 05版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)