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
见证与死神搏斗瞬间 直击郑州ICU十二时辰******
2022年12月中下旬以来,河南各医院陆续迎来新冠患者重症救治高峰。
□大河报·豫视频记者 郑超 魏浩 李彬 任倩倩 龚振 林辉 文 医院供图
连轴转抢救病人、满负荷运转、千方百计扩充重症床位……2022年12月中下旬以来,河南各医院陆续迎来新冠患者重症救治高峰。据省卫健委最新数据,全省二级以上医院ICU重症床位从13635张扩充到21771张。
医疗机构内其他科室医务人员在进行培训后,支援呼吸科、感染科、重症科,重症救治医护人员数从26134人增加到33171人。重症高峰已至,医护人员迎来“防重症”的关键时期。ICU,如同一道生死之门,见证着一个又一个医患人员迎难而上、与死神搏斗的瞬间。在ICU的十二时辰,有哪些揪心时刻?又有哪些值得记录的画面?
子时23:00-01:00
“医护轻伤不下火线,病床也是一分钟不停歇地连轴转。”
河南省人民医院重症医学科总护士长朱世超说,从2022年12月中下旬开始,原本已接近满负荷运转的河南省人民医院中心ICU迎来了病人高峰,每个病区的床位数迅速扩充,又增设ICU六病区,医护人员争分夺秒与死神赛跑,抢救患者的生命。
丑时01:00-03:00
凌晨2点多,河南省人民医院重症医学科内暗化环境,关闭不需要的灯光,而值班的医护仍不能停下忙碌的脚步,彻夜不眠守护患者健康。
寅时3:00-05:00
凌晨3点半,河南省直第三人民医院急重症医学中心东院区ICU,一直在忙的医护人员才有空停下来歇一歇。
卯时05:00-07:00
清晨的阳光洒进病房,郑州大学第二附属医院ICU护士正在登记病人信息。该院从2022年12月初就迎来重症救治高峰,最多一天有15个病人入住,目前有69个患者在救治。
辰时07:00-09:00
8点,河南省直第三人民医院急重症医学中心东院区ICU,当班护士在给一名新冠感染重症患者喂饭。最近河南省中医院收治的病人,基本都是新冠感染的重症和危重症病人,70岁以上的占80%以上,大部分合并有糖尿病、高血压、冠心病、肾功能不全等基础病。
近期每天新入科4—6个病人,在院病人数24—29人,河南省中医院核定床位数24张,2022年12月上旬刚调整疫情防控措施的那段时间,每天新收治病患数量在10人左右。
巳时09:00-11:00
在郑州市中心医院ICU,6名医务人员齐力帮助俯卧位患者通气。
河南省人民医院重症医学科二病区护士王鲁在值夜班时,还收到一名94岁高龄的老奶奶赠予的诗词。这位老奶奶转出ICU的当天,再次赋诗一首向主管医生朱宁、病区护士长夏明以及全体医护人员表达感激之情——“行走如飞,来去匆匆。救死扶伤,大道通行。老树枯枝,借力更新。人才济济,祝我脱困。滴水之恩,涌泉相报。活着出去,设宴酬宾。”
郑州市心血管病医院(郑州市第七人民医院)综合重症监护室的医生,正在对患者进行床旁超声检查。临床医师通过该项检查快速、及时地监测病人病情的发展,进而指导患者的诊断和治疗。
10点,郑州市第一人民医院SICU主任孟鹏飞、护士长陈亚君及相关人员正在查房,针对每一名患者的病情,专家们都充分讨论,并制定精准的治疗方案。
午时11:00-13:00
河南省胸科医院呼吸病医院呼吸重症监护病房(RICU)主治医师庞晓倩,怀孕9个月了,仍然坚持在一线。
中午,她匆匆吃了碗泡面,又投入到新冠感染患者的救治中。河南省胸科医院呼吸病医院呼吸重症监护病房(RICU),另一位医生正准备吃个泡面凑合一下,结果突发抢救,紧急开展工作,没顾上吃泡面。
护士们忙碌地为患者吸痰、翻身、导尿以及配合各项抢救……
自2022年10月以来,郑州市第二人民医院重症医学科全体医护人员紧绷一根弦,时刻冲锋在一线。尤其是面对新冠感染患者的重症监护治疗,医护人员克服人员紧缺、各项任务繁重等困难,不分昼夜用实际行动守护患者生命健康。
11点多,郑州颐和医院ICU,护士为患者刮胡子。
未时13:00-15:00
郑州市中心医院ICU医生连续工作6个小时,忘记及时订饭,同事把自己的午饭给她分了点。
28岁的郑州仁济医院ICU护士张逸民,怀孕8个月仍在坚守。
申时15:00-17:00
“爸,每天早上护士都有给我们说您的恢复情况,也看到给您录的视频啦!您要加油啊!”
1月9日下午,河南省肿瘤医院重症医学科主管护师杜瑞云帮助患者通过手机视频和亲属“见面”。
在工作高饱和状态下,医护人员对患者无微不至的照护仍丝毫未减,每天都会为患者修剪指甲,为病情条件允许的患者洗头、刮胡子、修剪头发等。
“即使再忙,我们也尽量把人文关怀、护理细节做到极致,让患者在住院期间留下温暖的回忆。”河南省肿瘤医院重症医学科护士长尚晓辉说。
酉时17:00-15:00
18时,河南省中医院ICU,一名新冠感染重症老人大便干结,出现了腹痛腹胀的症状,护士正在用手帮助老人排便。
戌时19:00-21:00
郑州仁济医院ICU护士王卫红,连续工作20多个小时,因为常错过饭点,加上劳累,突发胃疼,不得不临时输液治疗。
亥时21:00-23:00
在黄河科技学院附属医院ICU,护士正在为新冠患者进行俯卧位通气和叩背排痰治疗。
深夜,ICU的患者已沉沉睡去,黄河科技学院附属医院ICU病区内的护士,正在密切观察患者病情和生命体征变化,并实时记录护理特护单。
感谢河南省胸科医院、河南省人民医院、河南省肿瘤医院、郑州市中心医院、郑州市第七人民医院、郑州市第二人民医院、黄河科技学院附属医院、河南省直第三人民医院、河南省中医院、郑州市第一人民医院、郑州大学第二附属医院、郑州仁济医院、郑州颐和医院为本次采访提供的宝贵素材。为了生命坚守ICU的每一个你,都值得拥有最热烈的赞美!
(文图:赵筱尘 巫邓炎)