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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

“歌剧回来了，凛冬消散迎接春天”******

　　在上海歌剧院会议室，前天刚抵沪的意大利歌剧导演马可·卡尼蒂，和中国导演杨竞泽对着全新制作的歌剧《波西米亚人》设计图纸进行热烈讨论。（上海歌剧院供图）

　　■记者 姜方

　　舞美设计图展开，舞台中景倾斜的塔楼顶仿佛梦回巴黎，而由几何图形分割而成的冰块，在灯光的照耀下折射出些许斑斓的科幻未来感；几位男演员们长袍或斗篷的复古感造型，又提醒着观者这仍是普契尼笔下的那部经典歌剧——在昨天的上海歌剧院会议室，刚抵沪不足24小时的意大利歌剧导演马可·卡尼蒂，迫不及待地和中国导演杨竞泽对下月上演的《波希米亚人》展开了热烈讨论。

　　作为上海歌剧院2023年演出季开幕大戏、全新制作《波西米亚人》的联合执导，历经整整一年的线上沟通，如今终于在上海握手、拥抱了。

　　“我回来了！意大利歌剧也回来了！”导演马可毫不掩饰自己的满心欢喜，“很高兴看到世界正在渐渐走出疫情的阴影，重回正常轨道。当下，重启歌剧的国际合作非常重要，通过不同文化的碰撞与沟通，艺术将会激荡出强大的鼓舞人心的力量。”他认真地告诉记者：“面对疫情，我们所有人都是斗士，当所有人心手相连去直面恐惧并毫无畏惧时，我们就一定能战胜凛冬，迎接春天。”而这份寓意，也将成为此版《波西米亚人》舞台上一个令人惊喜的“彩蛋”。

　　七年前曾来过上海排演《茶花女》的马可，将在接下来的一个月里与上海歌剧院艺术家们深度合作，共创《波西米亚人》的同时，他也将在上海度过他的第一个“中国年”。“马可对中国戏曲很感兴趣，我准备带他去听听京昆演出，让他好好感受一下上海的烟火气——大年三十来我家里包水饺、看春晚；春节期间逛逛上海的豫园，再一起去电影院看部春节档电影；参观一大会址、浦东陆家嘴金融区和滨江大道都得安排上……”上海歌剧院院长许忠悄悄“透露”了一连串的精彩计划。

　　歌剧回来了，爱的火焰将点燃冰雪覆盖的舞台

　　前天中午12点半，一架从罗马出发、经阿姆斯特丹转机至上海的航班落地浦东T2。马可·卡尼蒂和他的助理弗雷德·桑塔布洛焦，在历经11个小时的长途飞行后，顺利入关。一看到前来接机的上海工作人员，马可的眼中有了笑意，朝前方比了个“剪刀手”，回应马可一行的是来自上海的两大束鲜花。

　　原来由上海歌剧院与上海大剧院联合出品的大型歌剧《波西米亚人》已筹备了近一年，眼看距离2月10日首演之日越来越近，获悉中国的最新入境政策后，导演马可一行立刻改签了最近一班机票飞向东方，并在落地后立即与院方各业务部门开展工作，要求尽快正式投入《波西米亚人》的戏剧排练。

　　“这部全新制作的歌剧背景设定在2220年的巴黎，整座城市都被冰雪所覆盖。剧中贫穷的艺术家即使身处极寒环境，心中依然燃烧着爱的火焰！”马可的话语中满是对作品的期许。“艺术不死、爱情永恒。当1896年首演于意大利的感人爱情故事，穿越时空来到2023年上海大剧院的舞台，这份初衷不会改变。”

　　“这次和马可联合执导，我们共同的心愿就是让歌剧发光，让这门艺术能够活在当下。”中方联合导演兼舞美、多媒体设计杨竞泽在舞美设计中用到了转盘，在长方体的冰面造型前，一股寒意扑面而来。冰块是寒冷的，而艺术家的热情与赤忱，足以融化一切坚冰，战胜一切困难。就像杨竞泽所感受到的：“我在上海的街头，可以看到很多特立独行的年轻人，他们让我对未来、对上海这座城市充满期待。”

　　焕新的演出季让更多世界名家名团听到中国声音

　　“从2020年至今，我们与国际交流与合作的步伐从未停止。三年眨眼过去了，这一次马可·卡尼蒂应邀来沪，能感受到他十分看好中国、看好上海的演艺市场，加上我们全面扎实的前期工作，所以当大幕揭开时，我们都已经准备好了。”许忠告诉记者，包括开幕大戏《波西米亚人》在内，上海歌剧院2023年演出季焕然一新。上海的观众也用期待已久的热情回馈演出季的精彩——据最新消息，48小时内，《波西米亚人》《托斯卡》这两部剧目的票房销售已过50万元，演出票售出1600张。

　　凛冬已过大半，春天的脚步越来越近。这个春天对歌剧院来说将是火热的、繁花似锦的。许忠告诉记者，歌剧院今年国际化的步伐会“快一点、再快一点”。其中包括携手上海大剧院与巴伐利亚国立歌剧院首度合作的瓦格纳歌剧《罗恩格林》将迎来中国首演；与德国埃尔福特歌剧院联合制作的《漂泊的荷兰人》、邀请国际优秀主创团队排演的《托斯卡》等合作剧目，都已经接连排上了日程表。

　　上海歌剧院党委书记、常务副院长赵蕾表示，今年春天开始，通过多维而深入的国际合作，将让更多世界名家名团听到中国声音、看到中国实力，也让更多中国优秀艺术作品与文艺院团走上国际舞台。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）