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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

育国之栋梁 造国之重器——同济大学深入学习贯彻党的二十大精神******

　　【奋进新征程 建功新时代·深入学习贯彻党的二十大精神·同济大学】

　　光明日报记者 颜维琦 光明日报通讯员 黄艾娇

　　“争做新征程上的追梦奋斗者，勇于把个人奋斗融入中华民族伟大复兴的壮阔征程中；争做新征程上的实干担当者，努力成为以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴的先锋力量。”前不久，同济大学党委书记方守恩以“踔厉奋发新征程 勇毅前行向未来”为主题，为青年学子宣讲党的二十大精神。这既是一堂大思政课，也是一堂面向全体学生党员和入党积极分子的党课。

　　连日来，同济大学迅速兴起学习宣传贯彻党的二十大精神热潮，师生纷纷行动，反复研读党的二十大报告、成立师生宣讲团、推进二十大精神“三进”，在学深、悟透、做实上下功夫。师生们表示，将以更加昂扬的姿态奋楫扬帆再出发，在中国特色世界一流大学建设新征程中展现更大作为，为全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴贡献更多智慧和力量。

同济大学海洋与地球科学学院教授翦知湣（右）带领团队成员进行科研攻关。资料图片

　　推动党的二十大精神入脑入心

　　10月25日，同济大学召开党委理论学习中心组（扩大）学习会，传达学习党的二十大精神。同济大学党委书记方守恩领学党的二十大报告。党的二十大代表、同济大学校长、中国工程院院士陈杰传达党的二十大精神。与会人员表示，党的二十大报告首次以专章对教育、科技、人才进行一体部署，要不负使命、不负期待，把党的二十大精神贯彻落实到各项工作中，奋力推进中国特色世界一流大学建设，为加快建设教育强国、科技强国、人才强国作出新的更大贡献。11月1日，同济大学召开全校大会，对深入学习宣传贯彻党的二十大精神作出全面动员部署。

　　11月18日，学习贯彻党的二十大精神中央宣讲团报告会在同济大学举行，中央宣讲团成员，中国工程院党组书记、院长李晓红作宣讲报告。来自全国各地的80余名中国工程院院士、中国工程院机关干部，以及同济大学党委理论学习中心组成员、部分职能部处负责人和教师代表等参加了报告会。

　　“要增强全民的安全忧患意识，坚定不移贯彻总体国家安全观，统筹发展和安全，建设更高水平的平安中国，以新安全格局保障新发展格局。”11月25日，学习贯彻党的二十大精神暨“国家安全现代化与全面建设社会主义现代化国家”学术研讨会在同济大学举行，这为深入学习贯彻党的二十大精神提供了学术新视角新思路。同济大学学习贯彻党的二十大精神宣讲团成立以来，校领导、各职能部门和学院负责同志及专家纷纷行动，面向全体师生，有针对性地开展宣讲。

　　“巍巍宝塔山，滚滚延河水。1935年至1948年，延安这片红色热土见证着一段峥嵘岁月。”11月10日晚，同济大学两名大一新生担任主播，带领观众“云上”观看在学校展出的“延安精神永放光芒”主题展。用青春声音传播时代强音。同济大学时代声音传播社联合“理论+”宣讲团等开展学习宣传贯彻党的二十大精神的系列宣讲会，推出“1+10”系列课程，以“数说二十大报告”作为总述，还包括“全面从严治党永远在路上”“历史主动精神涵养新时代青年担当”等10个专题课程。

　　如何推动党的创新理论最新成果进教材、进课堂、进头脑？学校马克思主义学院集体备课，共同研讨推动党的二十大精神“三进”的策略和方法。12月3日，学习贯彻党的二十大精神暨“新时代课程思政教学设计与创新”学术研讨会在同济大学举行，这为推动党的二十大精神和习近平新时代中国特色社会主义思想“三进”、推进新时代课程思政高质量发展开拓了新思路。

　　“备受鼓舞，也深感使命在肩。我将把青春奉献给乡村振兴与文化遗产保护事业，做乡土中国的守护者、传承者、弘扬者，让中华文脉永续传承。”同济大学建筑与城市规划学院2019级博士研究生崔家滢说。

同济大学上海自主智能无人系统科学中心。资料图片

　　以更强使命担当培育国之栋梁

　　强化基础学科专业建设，推动学科专业交叉融合，推进本研贯通式人才培养……近日，在全校广泛开展教育思想大讨论的基础上，同济大学发布《关于全面提升人才培养质量的若干意见》，贯穿“招生—培养—深造—就业—校友”人才成长全链条。

　　2022年秋季学期，同济大学新成立的国豪书院迎来首批345名学子，开启培养拔尖创新人才新模式。一批心怀使命、志趣高远、潜力突出的学生，分别进入工科试验班（国豪精英班）、医学试验班（国豪精英班）和“强基计划”。书院着力培养具有深厚科学素养、前瞻性科学判断力、突破性学术创新能力、大团队组织领导能力的未来科学家。

　　“党的二十大报告为我国教育和科技发展指明了前进方向。我们要始终牢记为党育人、为国育才光荣使命，加强基础学科建设，持续增强卓越拔尖人才培养能力，努力做学生为学、为事、为人的大先生。”同济大学先进技术研究院院长、物理科学与工程学院教授王占山说。

　　依托同济大学今年成立的我国首个中德博士生院、首个中德合作学科交叉的国际科研合作平台——中德联合研究中心（同济大学），中德携手推进科教融合的高层次人才培养。11月29日，由教育部主办、同济大学承办的2022国际产学研用合作会议，也是同济大学中德博士生院的一次选题对接会。中德合作导师围绕细化博士生联合培养的选题和方案进行对接交流，联手培养两国发展需要、引领未来的拔尖创新人才和专业精英。

　　为实现高水平科技自立自强贡献力量

　　“党的二十大报告首次专辟一章对‘实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑’进行阐述，深刻体现了习近平总书记对教育的关心重视一以贯之。”陈杰说，我们要发挥高水平研究型高校的整体优势，主动面向国家战略需求，勇于站在国际科学前沿，实现重大原始创新突破；推进学科交叉融合，实施重大科技协同攻关；进一步加强有组织科研，加快关键核心技术突破；构建学科链对接产业链的产教融合新机制，支持和引领产业发展。

　　国家所需，科研所向。近年来，同济大学交出一张张亮眼的科研成绩单，在港珠澳大桥、北京大兴国际机场及雄安新区建设中，在脱贫攻坚、乡村振兴、海洋强国和交通强国建设等主战场，“同济元素”分外耀眼。

　　今年以来，同济大学一批来自不同学科领域的高水平科研创新成果接连发表于国际顶级学术期刊。生命科学与技术学院高绍荣/高亚威教授团队与美国科学家合作研究成果发表于《科学》，该研究为进一步解析生命过程的分子调控机制提供了新的学术视角。医学院、附属东方医院章小清教授课题组和美国科学家合作研究成果发表于《自然》，研究团队发现关联学习记忆的关键神经元。海洋与地球科学学院翦知湣教授团队研究成果发表于《自然》，首次从能量学角度阐释了气候演变的低纬驱动。

　　“我们要坚决把学习贯彻党的二十大精神转化为推动新时代科技创新、攻克干细胞领域关键技术的实际行动，加强基础原创性、引领性科技攻关，奋勇攀登世界科技巅峰，为国家高水平科技自立自强贡献力量。”高绍荣说。

　　不久前，由同济大学牵头建设的无人系统多体协同重大科技基础设施一期建设项目启动。这一人工智能领域重大科技基础设施建成后，将成为人工智能原创理论突破和关键技术验证的重要实验装置，支撑无人系统核心共性技术突破。

　　“学习贯彻党的二十大精神，让我们深切感受到肩负的历史责任。”中国科学院院士、同济大学土木工程学院教授李杰表示，我们要强化“四个面向”的意识，大力弘扬科学精神，加强原始创新，努力实现更多“从0到1”的突破。

　　《光明日报》（ 2022年12月22日 05版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）