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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

【科普中国智惠农民】揭开青塘粽子的致富“秘方”******

　　编者按：潺潺湫水河，青青芦苇荡，特殊的地理环境和历史文脉，铸就了前青塘村独特的风俗人情。根据《全国“一村一品”示范村镇认定监测管理办法（试行）》规定，农业农村部对已认定的全国“一村一品”示范村镇运行情况进行定期监测。监测数据经专家审核，初步确定全国乡村特色产业超十亿元镇超亿元村505个，山西省吕梁市临县安业乡前青塘村凭借“粽子”跻身榜单。前青塘村的“小粽子”到底有什么过人之处？粽子如何成为前青塘村的“大产业”？科普中国智惠农民本期《新农人致富路》栏目邀请到山西青塘食品有限公司董事长张侯文，请他来说说小产业如何“粽”出大幸福。

　　据《临县志》记载，从700多年前的元代起，前青塘村就开始种植粽叶、制作粽子，是远近闻名的粽子村。青塘粽子第八代非物质文化传承人、山西青塘食品有限公司董事长张侯文介绍，当时前青塘村里有一个寺院叫奉天寺，到了端午节，寺内的僧人就煮着吃粽子，村民们闻到了扑面而来的香气，顺着香气便寻到了粽子。此后，奉天寺把粽子的制作工艺流传到了前青塘村。

　　张侯文介绍，他的祖上继承了青塘粽子的工艺古法，父亲常常在临县范围内卖着粽子，但是一个端午节卖个十来天，只能挣些生活费。守着“金饭碗”，他决心要把产业做大。2011年，张侯文创办了一个“小作坊”，这成为了他事业的起步。2013年，通过引入抽真空、高温灭菌等现代技术，解决了粽子保质期的问题，用现代科技给粽子“安上了翅膀”。自此，青塘粽子销得更远，名声更大。

　　青塘粽子的礼盒包装背后，还有一段温情故事。张侯文介绍，包装上面的照片画的就是张侯文一家老少。“这是我爸我妈、我家姑娘、我外甥。这是2016年，我父母教孩子们包粽子的场景。”他认为，这样的照片背后，代表了一种传承，是老一代传给新一代手工技艺的传承。

　　在青塘粽子的包装上，还隐藏着一份设计理念。张侯文介绍，“三座山”，一座绿的、一座黄的、一座半绿半黄的。“绿色是指江米粽，寓意是绿水青山；黄色是指黄米粽，寓意是丰收；一半黄一半绿的是指两米粽，寓意是‘黄金搭档’。三座山合起来以后，组成一个元宝形状。在端午节期间用它馈赠亲友，寓意着送金银、送元宝、送财富。”张侯文介绍。

　　“坚持老传统，还原老味道，”是张侯文一直坚持的原则。“我们要把老一辈留下来的传统手工技艺和独特味道，让它一直延续下去，这就是青塘粽子在坚持的事业。”青塘粽子的制作工艺，每一道程序都是手工传承下来的。“几百年前怎么做，现在还是怎么做。”张侯文解释道。

　　先将米泡好、软化，将粽叶清洗、煮沸，便进入包制环节。在每一个粽子的头尖上，放一颗蜜枣，盖一部分米，中间再放两颗蜜枣，上面再盖一部分米，用粽叶合起来将其包裹，最后用马莲绳捆扎起来，便进入煮制环节。

　　煮制的时候，粽子必须尖对尾、尾对尖，一个一个摆放整齐入锅，拿篦子盖上，用重物压住。使粽子在煮的过程当中不被“翻腾”，避免米膨胀。煮制是最关键的环节，粽子好不好吃，全在火候。青塘粽子的煮制，要经过温火、小火、急火，急火、闷，整整10个小时。在10个小时的过程当中，火候要变4次，最终才能达到粽叶香、米香、马莲香、枣香四味融于一体。

　　一颗小小的青塘粽子，集合了山西省临县前青塘村农产品的“精华”，也承载了张侯文工匠家族祖祖辈辈的心血。现如今，前青塘村先后被评为“中国历史文化名村”“中国传统村落”“中国美丽休闲乡村”、中国“一村一品”示范村（粽子）、山西乡村旅游示范村。2021年，村集体经济收入首次突破百万元达到128万元，旅游收入达到600万元，村民人均收入首次突破10000元大关。

　　张侯文告诉记者，他的目标是要把前青塘村打造成“南有嘉兴、北有青塘”的中国北方粽子生产基地、中国特色古村落旅游胜地、山西名副其实的乡村振兴示范村和吕梁山上美丽宜居第一村。（记者/焦子原 武玥彤 支持单位/临县科协）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）