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  • 奥运场上速度最快的球,为什么是羽毛球?

    所有球类运动无非就是用手、脚、球棒或球拍击球。 球的大小、形状和重量的差异导致它们具有不同的速度和轨迹。

    那么问题来了,这些球类运动中,哪种球速度最快呢? 是刺激的足球,是汗流浃背的网球,还是快到你看不清轨迹的乒乓球?

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    答案其实是,

    羽毛球看起来一点也不像球。

    答案实际上是,一个看起来一点也不像球的羽毛球。

    第1部分

    奥运会最快的球,为何是羽毛球?

    事实上,这在体育领域已经不是什么秘密了。 2013年7月,马来西亚运动员陈文宏与队友李宗伟受邀参加某公司新球拍速度测试比赛。 陈文宏以每小时493公里(近每秒137米)的速度创造了世界纪录。 不过,由于这是在实验室测试的球速,而不是在真实比赛中测试的,因此该记录尚未获得吉尼斯世界纪录的正式认可。

    虽然还没有得到吉尼斯世界纪录的正式认可,但很多人仍然相信陈文宏创造了吉尼斯纪录(图片来源:)

    目前吉尼斯官方认可的最快羽毛球纪录来自丹麦选手科丁。 2017年1月10日,印度羽毛球超级联赛中,科丁在正式比赛中以每小时426公里(约118公里/小时)的速度创下纪录。 m/s) 来杀死球。 这两项纪录中,羽毛球最高速度比“复兴号”动车组列车最高运行速度(400公里/小时)还要快。

    各种球类运动的最高运动速度(图片来源:Physics of ball sports)

    各种球类运动的最高速度(图片来源:Physics of ball sports)

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    羽毛球真的有那么快吗? 羽毛球场长13.4米。 如果球速为400公里每小时,则穿过整个球场仅需约0.12秒。 我们眨眼一次大约需要0.2秒。 按理来说,我们根本看不到球的轨迹。 为什么我们看足球比赛时看到的羽毛球速度没有那么快?

    这是因为羽毛球的最快速度只是球离开球拍的那一刻,其空气动力阻力很大,导致其速度很快减慢。

    羽毛球为什么能飞得这么快? 难道是因为它的“屁股”里插着16根鹅毛?

    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),球拍足够长(不超过680毫米)。

    各种球的尺寸、重量及速度等基本参数 (图源:Annu。 Rev。 Fluid Mech,作者翻译)

    各种球的大小、重量、速度等基本参数(来源:Annu. Rev. Fluid Mech,作者翻译)

    球体在空气中的运动往往只受到空气阻力和重力的影响,其速度一般只是逐渐减小(篮球等例外)。 为了达到最快的速度,球需要在离开运动员接触的那一刻获得最大的加速度。 与网球、足球等球体相比,羽毛球非常轻,因此同等的力作用在其上会产生更大的加速度。

    (图片来源:Physics of ball sports)

    (图片来源:球类运动物理学)

    乒乓球的重量更小(2.5克),只有羽毛球的一半。 为什么它不是最快的球?

    乒乓球和羽毛球的击球方法虽然相似,但运动员在手臂、手腕和球拍的共同作用下发力,挥动球拍产生巨大的角速度。 但乒乓球拍的长度太短,产生的线速度较小。 乒乓球拍提供的力量远小于羽毛球拍,而羽毛球拍更容易发力,因此羽毛球的速度往往高于乒乓球。

    羽毛球运动的英文名称为“badminton”,因为现代羽毛球运动的发源地是英国布卢明顿。 此外,它还有一个别名,“航天飞机”,意思是航天飞机、航天飞机等,这是因为羽毛球与航天飞机有联系。

    太空船一号飞行器(图源:airandspace)

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    太空船一号(来源:airandspace)

    羽毛球起步速度非常快,但其充满羽毛的形状使其在空中飞行时保持稳定。 羽毛球运动中涉及的空气动力学定律也为SpaceShipOne航天器的开发工程师提供了灵感。

    “太空船一号”是一架装有火箭发动机的有翼飞行器(名为“太空飞船”,但实际上是一架飞机)。 它是第一个进入太空的私人资助的亚轨道飞行器。 该飞机拥有三个座位,可重复使用,而且相对便宜,为普通人实现太空旅行提供了潜在的选择。 当飞机下降时,两个尾段可以从水平位置旋转90°并“垂直”立在飞机后面。 此时气流会对尾翼产生较大的阻力,同时保证飞机着陆时的稳定性。 这与羽毛球运动中羽毛的作用非常相似。

    第2部分

    飞得最远的球——高尔夫球

    羽毛球的快慢只体现在瞬间。 在很多人看来,这似乎有点“不以武力而胜”。 严格来说,一次射击时的平均速度往往更符合“最快”的标准。 由于阻力过大,羽毛球不得不被命名为洛孙山。 但此时谁会脱颖而出呢?

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    答案是高尔夫球,

    你是不是又猜错了?

    答案是高尔夫球。 你是不是又猜错了?

    正在打高尔夫球的爱好者(图源:selectbox.hr)

    高尔夫爱好者(来源:selectbox.hr)

    高尔夫球一次击球可行驶超过 200 米。 毫无疑问,打高尔夫球需要非常大的场地。

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    标准高尔夫球场一般有18洞,总长度为6002米至6400米,球场面积为50公顷至75公顷(1公顷=10000平方米)。 实际尺寸根据球场地形确定。 1868年,“高尔夫之父”汤姆·莫里斯打出第一个一杆进洞,震惊了世界。

    不仅如此,高尔夫也离开了地球,成为第一个星际球类运动。 1971 年 2 月 6 日,执行阿波罗 14 号任务的宇航员艾伦·谢泼德 (Alan Shepard) 在月球上挥动球杆打高尔夫球,成为第一个、也是目前第一个这样做的人。 唯一在月球上打高尔夫球的人。

    艾伦在登陆月球之前偷偷地将球杆头藏在袜子里。 登月后,他将球杆头与改良的铁杆连接起来,形成了球杆。 由于宇航服非常笨重,艾伦在月球上只能用一只手击球。 第一个球未击中,落入一个小撞击坑中。 然后他直接一挥,击出了第二个球。 它飞行了约183米。 由于月球上的重力只有地球上的六分之一,因此可以轻松地在月球上撞击更远的距离。 直到今天,这两个高尔夫球仍然散落在月球表面。

    正在月球打高尔夫球的宇航员艾伦(图源:NASA)

    宇航员艾伦在月球上打高尔夫球(来源:NASA)

    第三部分

    同样是一场球赛,为何胜负标准却如此不同?

    不知道大家有没有考虑过这个问题:为什么乒乓球出界了要罚点球,而足球却出界了要罚点球呢?

    球的大小、形状和重量的差异导致它们具有不同的速度和轨迹,这也导致了不同的场地大小和参与这些运动的人数不同。

    单球运动距离与场地的关系(来源:Physics of ball sports,作者翻译)

    在上图中,我们可以看到,对于对角线以下的网球、排球、乒乓球等球类运动来说,它们的场地相对于球的运动距离来说比较小,而且球经常出界,所以出界得分变得合理。 对于对角线以上的足球、篮球和高尔夫来说,球不容易出界。 单纯依靠出界并不能在短期内决定胜负,因此需要制定进球规则。

    因此,球类运动的比赛场地和规则并不是随意制定的,而是根据各个球体的运动规律,经过严格的数学计算最终确定的。

    无论球飞得快或慢、远或近,在奥运会上,球类运动考验着运动员的力量、速度和技巧,而过程中表现出的斗志也时刻感染着赛场外的我们观众。

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