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。

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　　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

民乐交响，展现时代气象******

　　在推进中国式现代化的新征程中，民族管弦乐艺术将继续为时代放歌、为人民抒怀，贯通历史古今、彰显文化自信，奏响新时代的强音。

　　黄河，被誉为中华民族的母亲河，孕育了中华文明，涵养了风土人情，承载了丰富多彩的文化样态与精神气质。民族管弦乐艺术是当代中国音乐家的创造，融汇了根脉的传承、包容的胸怀、创新的精神，是中国音乐“洋为中用、古为今用”的重要成果与典型代表。

　　党的二十大报告提出，坚持以人民为中心的创作导向，推出更多增强人民精神力量的优秀作品。由中国广播民族乐团、中国广播合唱团联袂演出，作曲家白浩钰创作的大型民族交响音乐会《大河九曲》，立足中华优秀传统文化的音乐积淀，运用民族管弦乐赞颂祖国的山河壮丽，展示黄河流域的文化底蕴与风土人情，进而表现中国人的根与魂，展现出恢弘的时代气象。

　　在民族特色的根基上进行创造性转化、创新性发展，文艺创作才能立得住、传得开、留得下、接地气。《大河九曲》以表现地域文化为出发点，意在彰显黄河流域的自然与人文特质。作品深情描写了青藏高原的肃穆与庄严，若尔盖湿地的梦幻与旖旎，贺兰山下古沙场的空旷与苍茫，胶东半岛的开放与蓬勃……作品用音乐的笔触展现了壮丽山河，挖掘了地域文化所承载的精神内涵，引发听众的无限憧憬。作品最后以男声独唱《大河母亲》呼应主题，将黄河的自然之美与人文之丽再度升华，深情歌颂母亲河的大爱，引发情感共鸣。

　　《大河九曲》以民族管弦乐为落脚点，意在展现民族音乐的内涵与魅力。作品参考了民歌、舞蹈、曲艺等多种艺术形式，并选取了宁夏花儿、山西蒲剧、河南豫剧等作为创作素材，运用了民族管弦乐队及具有典型特色的马头琴、板胡、唢呐、打击乐器等，以凸显音乐性格的鲜明。作品中，民族乐器的民间性与时代性得到了恰当的运用与融合。无论是高音板胡的高亢明亮、中音板胡的深情独白，还是马头琴、大提琴深情而自然的流淌；无论是管子与埙的幽咽、深邃，还是唢呐“咔腔”的拟人化表现，抑或是弹拨乐组的点性线条对大河奔腾流淌的形象塑造——民族管弦乐队“吹拉弹打”各声部间的对话与融合在《大河九曲》中都得到了充分展示，体现了民族管弦乐塑造音乐形象的独特能力。

　　从家喻户晓的《花好月圆》《丰收锣鼓》到格调高雅的《月儿高》《春江花月夜》，民族管弦乐艺术在传承文化根脉、丰富人们情感世界上发挥了重要作用。中华优秀传统文化涵养着中国人的传统美德与时代精神，是塑造可信、可爱、可敬的中国形象取之不尽、用之不竭的力量源泉，也为民族管弦乐的创作提供了丰厚土壤。在推进中国式现代化的新征程中，民族管弦乐艺术将继续为时代放歌、为人民抒怀，贯通历史古今、彰显文化自信，奏响新时代的强音。

　　（作者宋阳为中国民族管弦乐学会副秘书长）