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
着力提升产业链供应链韧性和安全水平******
作者:闫坤、刘诚(中国社会科学院习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心研究员)
党的二十大报告提出“要坚持以推动高质量发展为主题,把实施扩大内需战略同深化供给侧结构性改革有机结合起来,增强国内大循环内生动力和可靠性,提升国际循环质量和水平”,并对“着力提升产业链供应链韧性和安全水平”提出了要求。推动产业链供应链优化升级是稳固国内大循环主体地位、提升国际循环质量和水平的迫切需要,必须把增强产业链韧性和竞争力放在更加重要的位置,着力构建自主可控、安全高效的产业链供应链。
产业链供应链发展总体向好
产业链、供应链在关键时刻不能掉链子,这是大国经济必须具备的重要特征。近年来,我国产业链、供应链发展总体向好,完备的产业体系、强大的动员组织和产业转换能力为疫情防控和经济社会发展诸多方面提供了重要物质保障。
一方面,我国产业体系完备的特征不断强化。近年来,我国不断巩固产业体系较为完备的优势。目前我国拥有41个工业大类、207个工业中类、666个工业小类,是全世界唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家。在500种主要工业产品中,我国有四成以上产品的产量位居世界第一。特别是高铁、5G技术和设备、新能源汽车等先后成长为领先世界的关键产业链。
另一方面,统筹国内循环和国际循环,不断提升产业链供应链韧性。我们把扩大内需作为保持经济平稳较快发展的基本立足点,推动经济发展向内需主导转变,国内循环在我国经济中的作用显著上升。在此基础上,发挥超大规模市场优势,建设高效规范、公平竞争、充分开放的全国统一大市场,促进商品要素资源在更大范围内畅通流动,增强国内大循环内生动力和可靠性,极大提升了我国产业链供应链的韧性。同时,我们强调更大力度吸引和利用外资,提升贸易投资合作质量和水平,提升国际循环质量和水平。一些领域已经呈现出外商投资主动与我国发展战略相契合的趋势,为我国的产业链供应链安全稳定提供助力。
但还需要看到,确保产业链供应链安全可靠尚需解决一些痛点难点问题。
一是中小企业较为脆弱,这加大了产业链供应链断裂风险。产业链供应链的发展重在“链”,即产业生态系统。提升产业链供应链安全水平,需要大中小企业协力整合产业链上下游资源要素,实现融通发展、内外联动。虽然中小企业数量众多且单个企业对产业链供应链影响较小,但其对经济环境较敏感、抗风险能力较低,是存在产业链供应链断裂风险的主要“节点”。
二是建设全国统一大市场仍面临挑战。构建新发展格局,迫切需要加快建设全国统一大市场,建立全国统一的市场制度规则。这就要求进一步破除地方保护和市场分割,从制度建设着眼,着力解决突出矛盾和问题,加快清理废除妨碍统一市场和公平竞争的各种规定和做法,破除各种封闭小市场、自我小循环,不断提高政策的统一性、规则的一致性、执行的协同性。
三是关键技术、设备和物资仍存在“卡脖子”风险。当前,我国产业链供应链尚存在部分领域核心基础零部件、关键技术和设备、关键基础材料过度依赖进口,以及质量技术基础不完善、共性技术创新体系缺失等问题,使我国对产业链供应链部分关键环节的掌控力较弱,局部受阻或断裂的风险较大。
推动产业链供应链优化升级
当前,我国经济韧性强、潜力大、活力足,各项政策效果正持续显现。我们需乘势而上,持续巩固经济恢复的基础,积极应对需求收缩、供给冲击、预期转弱三重压力。特别是要在构建自主可控、安全高效的产业链供应链上切实发力,推动产业链供应链优化升级。
第一,打好关键核心技术攻坚战,加快补齐产业链供应链短板。针对产业链供应链关键环节存在的“卡脖子”问题,需对重点行业产业链供应链进行系统梳理,摸清薄弱环节、找准风险点,分行业做好战略设计和精准施策,助力地方和企业自主创新能力提升,推动对项目、平台、人才、资金的一体化配置运用,着力实施产业基础再造工程和重大技术装备攻关工程。要从保障我国产业安全和国家安全的角度出发,着力打造自主可控、安全可靠的产业链、供应链,力争重要产品和供应渠道都至少有一个替代来源,形成必要的产业备份系统。
第二,保持制造业比重基本稳定,持续巩固制造业优势。制造业是立国之本、强国之基,是实体经济中最重要和最基础的部分。我国制造业规模已连续多年保持世界第一,在驱动经济发展、参与国际竞争中发挥着重要作用。保持制造业比重基本稳定,促进制造业提质增效,能有力增强我国产业链供应链相对完备的重要优势。需采取有力措施提高企业根植性,促进产业在国内有序转移,当向外转移时要尽量把产业链关键环节留在国内。
第三,以企业为主体,促进“点”“链”协同。支持龙头企业做大做强,中小企业做专做精,充分发挥国有企业带动作用,使其重点掌控产业链供应链中战略意义强、技术含量高的关键环节,引导产业链供应链重点企业制定供应链风险预警和应对方案,提升其节点支撑能力。
第四,推动产业链跨区域合作,加快建设全国统一大市场。立足国内大循环,将产业链优势和大市场优势相结合,优化区域产业链供应链布局。明确京津冀、长三角、粤港澳大湾区等区域产业链补短板和锻长板的关键环节,以及需要协调推进的重点项目,使其在提升产业链供应链安全水平中发挥更大作用。进一步推动超大城市功能疏解,把中心城市带动周边市县共同发展作为培育都市圈的重要内容,形成更加合理有序的产业分工格局。加大对内开放力度,加快建设内陆开放新高地,增强中西部地区产业承接能力,实现东中西部合理分工、协同联动发展。
第五,切实加强产业链供应链国际合作。以国际循环提升国内大循环效率和水平,促进关键技术和产品的国际供应更为多元化,改善我国生产要素质量和配置水平,增强我国在全球产业链供应链创新链中的影响力。建立与高水平开放相适配的产业链供应链安全数据库、安全评价体系及预警机制,并进一步深化区域合作。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)