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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

确保国家能源安全 促进能源高质量发展******

  【深入学习宣传贯彻党的二十大精神】  

　　作者：谢里（湖南大学经济与贸易学院教授、湖南大学“碳达峰、碳中和”研究中心主任）

　　党的二十大报告提出，“加强重点领域安全能力建设，确保粮食、能源资源、重要产业链供应链安全”，明确将确保能源资源安全作为维护国家安全能力的重要内容。能源是维系国计民生的稀缺资源，是国家竞争之要素。当今世界正经历百年未有之大变局，全球地缘政治、经济、科技、治理体系等正经历深刻变化，能源局势将更加错综复杂，威胁能源安全的各种“灰犀牛”“黑天鹅”事件时有发生，促使国际能源版图深刻变迁。为了有效应对能源风险，我国应坚定以习近平总书记关于能源工作的重要论述为指导思想，贯彻“四个革命、一个合作”能源安全新战略，深度推进能源革命，确保国家能源安全，促进能源高质量发展。

　　全方位保障能源供给安全。保障能源供给安全，既要完善不同种类能源的供应体系，又要在空间上实现能源多渠道供应。在碳达峰、碳中和战略目标的推动下，我国正加快非化石能源替代化石能源的步伐。化石能源具有不可再生、高污染、稳定性强等特征，非化石能源具有可再生、低污染、间歇性、波动性等特征。未来我国需要逐步摆脱对以煤炭为主的化石能源的依赖，对化石能源和非化石能源这两类能源要素扬长避短、优势互补、调剂余缺，丰富不同种类能源的供应，实现绿色低碳、安全高效的能源供给。在国际能源贸易领域，应稳固拓展与已开展能源贸易国家的互联互通，并积极扩大与更多国家和地区的能源贸易合作，畅通能源供应通道，拓展能源供应的地缘范围，形成多样、高效和优质的能源贸易网络，“固”“延”“强”“补”能源产业链供应链体系。

　　宽领域增强能源消费安全。能源消费安全要从能源的节约与高效利用以及能源安全管理这两端双管齐下。一方面，在实施能源消费的总量和强度双控过程中，改变粗放的能源消费方式，促使能源集约化利用。在深化能源价格市场化改革时，注重稳定能源价格，防止其异常波动导致能源消费的不稳定，增强消费者对能源商品消费的理性预期，增加能源消费的普惠性，保障不同收入水平的消费者都能持续进行能源消费。另一方面，正确的能源管理不仅能有效节约能源、提高能源利用效率，而且能减少能源消费对生态环境等方面产生的负外部性。在全社会大力提倡能源节约和高效利用的同时，对人民群众进行正确管理能源的宣传教育，引导消费者形成能源的正确使用方法和安全管理习惯，防止不正确的能源消费和管理方式危害社会设施、生态环境以及人民群众生命财产安全。

　　多维度开展能源技术创新。不断实现能源技术创新是保障能源安全的重要法宝。随着产业结构的演进，能源技术迭代迅速，降低了能源开发和利用的成本，促进了能源的绿色低碳发展。但也会由于能源技术研发与应用还不够成熟，导致能源开发、存储、传输、消费等环节依然存在隐性风险。因此，加快能源技术创新，不仅要重点突破制约能源产供销储产业链体系中的关键核心技术，还应结合全国各地的能源开发和利用实践，推动能源新技术的本地化，实现能源技术的再升级与再创新。进一步发挥人工智能、大数据、物联网、区块链等新一代信息技术对能源技术创新的赋能作用，促进能源技术研发与应用向信息化、数字化、智能化转型。加大储能与分布式能源、智能电网等能源产业链技术研发与应用示范的支持力度，配套提升能源技术装备的安全运维和管理创新水平。

　　系统化构建能源治理体系。现代化的能源治理体系是能源安全保障制度的集中体现。应坚持能源配置全国一盘棋，既要发挥市场机制的重要作用，也要发挥好行政管制的作用，在能源要素的市场化配置和能源安全之间找到平衡点。通过市场机制与行政管制的统筹协调，一方面不断激发能源企业的活力，提高能源利用效率，另一方面更好地激励能源市场主体自觉履行国家战略，承担社会责任。政府可以通过创新能源监管方式，构建高标准的能源市场体系，进一步完善政府规划能源发展战略和总体布局、把握能源开发利用的总量平衡、优化能源市场监管和能源安全监管等方面的职能。通过深化能源领域的“放管服”改革，不断改善能源开发利用的营商环境，畅通能源要素优化配置的渠道，提升能源服务的安全稳定性。

　　深层次加强国际能源合作。广泛的国际能源合作是防范和化解重大能源风险的坚实屏障。作为世界上最大的能源生产国和能源消费国，中国是世界能源格局中的重要一员，始终践行绿色发展理念，遵循互利共赢原则开展国际合作，努力实现开放条件下的能源安全。未来仍然需要进一步加强与世界能源领域的对话与交流，扩大能源投资与贸易的“朋友圈”。通过参与建设共同受益的国际能源合作组织，积极构建有利于世界各国能源公平合作的规则，积极融入全球能源产业价值链的垂直和水平分工体系，共建全球能源供需预警与监管平台，联防联控能源价格波动对全球经济冲击的传导，携手应对人类共同面临的能源风险和挑战。

　　《光明日报》（ 2023年01月05日 06版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）