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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
美国航空系统一个月“崩溃”两次，暴露“巨大弱点”******
中新网1月12日电 据美国有线电视新闻网(CNN)报道，当地时间11日，美国联邦航空管理局(FAA)系统出现故障，一度暂停美国境内航班起飞。虽然后续解除暂停措施，但导致上万架次航班受到影响。
美媒报道称，这是美国航空系统一个月以来第二次“崩溃”，暴露出美国航空业系统老化、人员不足等重大问题。
2023年1月11日，美国联邦航空管理局(FAA)系统出现故障，一度暂停美国境内航班起飞。图为盐湖城国际机场的旅客。上万航班受影响，因一个数据库文件损坏？
据报道，11日早间，FAA宣布空中任务通知系统发生故障，并短暂停止美国境内航班起飞。当日9时左右，暂停起飞措施解除，但由于持续拥堵，航空公司继续推迟或取消航班。
CNN援引航班信息追踪网站FlightAware数据称，截至美国东部时间11日18时，已有9500多架次航班被延误，超过1300架次航班被取消。
白宫新闻秘书卡里娜•让-皮埃尔发表声明说，美国总统拜登已经听取关于空中任务通知系统出现故障的汇报，目前没有证据显示这是一次网络攻击。
FAA在11日晚间发布的声明中承认，初步调查发现故障是由“一个损坏的数据库文件”造成的，并表示将进一步彻查事故原因，并采取一切必要措施防止再次出现航班中断。
另据路透社报道，美国参议院商务委员会主席、民主党人坎特韦尔表示，该委员会将就此次计算机系统中断原因展开调查。坎特韦尔称，“公众需要一个有弹性的航空运输系统”。
一个月内两次，事故“不可原谅”
报道指出，此次大规模停飞是美国航空业在不到一个月内遭遇的第二次重大事故。
2022年底，因遭遇超强寒潮和系统老化等原因，美国西南航空一周内取消了近1.6万个航班，大量乘客受到影响，航空公司还在退款问题上与乘客僵持不下。
美国交通部长当时表示，西南航空大规模航班取消已经不是天气导致的事件，而是西南航空公司内部的“系统性失败”。
而在此次大规模停飞事故后，美国更是出现了不少要求航空系统升级的声音。
经历了两次停飞的旅客表示，“遇到天气问题很常见，但我从未经历过影响整个国家的大规模(航班)取消。”
美国旅游协会总裁和首席执行官弗里曼表示，“此次FAA灾难性的系统故障清楚地表明，美国的交通网络迫切需要重大升级。”
美国众议院交通和基础设施委员会主席格雷夫斯则称，这两次事故“不可原谅”，凸显了“美国航空运输系统的巨大弱点”。他认为，FAA人手严重短缺，“联邦航空局不是自动运行的——整个机构的各个职位上都需要有熟练、专注且固定的领导层，从局长办公室开始。”
CNN报道称，FAA目前在没有常任领导者的情况下运作。美国总统拜登提名的该组织负责人菲利普·华盛顿不但因有限的航空经验受到共和党人质疑，还曾在与洛杉矶政治腐败调查有关的搜查令中被提及。拜登近期再次提名此人，并表明了政府对他的支持。
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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