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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

中国社科院考古所2022年开展37项田野考古 新老项目均有重要收获******

　　中新网北京1月12日电 (记者 孙自法)中国社会科学院考古研究所(社科院考古所)2022年度田野考古工作汇报会1月10日至11日在北京举行，陕西太平遗址、河南裴李岗遗址、辽宁牛河梁遗址、新疆呼斯塔遗址等37个发掘项目逐一汇报各自研究进展，并进行交流研讨。

　　中国社科院学部委员、考古所所长陈星灿研究员作会议总结表示，这37项田野考古工作分布在全国16个省区，新老项目均取得重要收获，对于构建文化谱系、填补发现空白、解决遗址布局等重大学术问题，都提供了重要的考古新材料。

　　这37个田野考古项目包括史前考古10项、夏商周考古10项、汉唐考古13项、边疆考古4项，时代上从旧石器时代晚期一直到宋元明清时期；内容上涵盖现代人起源及扩散、农业起源、新石器时代文化起源、文明起源、南岛语族起源和扩散、统一多民族国家的形成和发展、中外文化交流等诸多研究课题。

　　陈星灿指出，尽管受疫情和疫情防控的影响，中国社科院考古所2022年度国外考古项目完全陷入停顿，但国内田野考古工作还是有很大收获，有很多新的重要发现，取得十分优异的成绩。该年度新的田野考古项目包括福建平潭龟山、海南万宁湾仔头、云南昭通朱提古城等，但更多是长期发掘的重要遗址特别是古代都城，如禹会、陶寺、新砦、二里头、偃师商城、洹北商城、殷墟、周原、汉长安城、汉魏洛阳城、邺城、隋唐长安城、隋唐洛阳城、唐宋扬州城、辽上京等遗址，其田野考古工作延续多年也取得重要成绩。

　　从总体上看，中国社科院考古所2022年度田野考古项目不论规模大小，考古工作者都有明确的学术目的、学术目标和课题意识，不少田野项目采取精细提取信息的发掘方法，实施精细化发掘，三维扫描、地理信息系统等先进技术得到广泛应用，信息提取水平较以前有很大提高。同时，包括动植物考古、人骨考古、冶金考古、年代学研究、环境考古、同位素分析、古DNA分析、微痕分析、残留物分析、埋藏学等在内的各种研究上，多学科合作广泛运用已成为从史前到历史时期田野考古发掘和研究的常态。

　　陈星灿强调，田野工作是考古资料收集和一切考古研究的基础，必须抓紧抓实。在田野考古工作中，中国社科院考古所考古工作者文物保护意识空前加强，遗迹和遗物在发掘中就得到及时保护。

　　他也坦言，虽然田野考古发掘简报和报告的撰写日益受到重视，但这方面仍有很大提升空间，许多重要遗址的田野报告，还需要投入更多时间和精力以尽快完成出版。

　　“很高兴年轻一代考古人正充分成长起来，‘70后’‘80后’已成为田野考古的主力，‘90后’也开始成为田野考古的中坚力量，相信未来的田野考古工作会更精彩、也会有更多成果。”陈星灿说。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）