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。
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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
“阳康”后眼干?少刷手机多眨眼******
感染新冠病毒后眼睛变干了、或者眼泪哗哗流,这些都可能与感染新冠病毒后眼部的炎症反应有关,“阳康”后如何护眼?新春期间如何做好眼睛保护?
昨日下午,广州市新闻办、广州市卫健委召开新冠防治眼健康专家访谈会,来自中山大学中山眼科中心多个专科领域的专家回应了市民关注的系列问题,并为市民提供了相关健康指引。
文/广州日报全媒体记者梁超仪、王婧、伍仞
余敏斌:新冠病毒感染有可能加快或促发急性青光眼发作
中山大学党委副书记、广东省医师协会副会长、中山大学中山眼科中心青光眼科学科带头人余敏斌教授介绍,这段时期,与新冠感染相关的眼科疾病的患者有明显增加的趋势,具体数据仍在动态监测中。
新冠病毒攻击呼吸系统、心血管系统比较常见。人们对于新冠病毒与眼部疾病的认识也在不断加深,据不完全统计,全世界范围内眼科领域发表了4600多篇眼科和新冠病毒研究有关的文章。中山眼科中心也在进行新冠感染与眼疾的相关研究。
余敏斌介绍,根据中山眼科中心近期持续追踪的数据发现,在2022年12月中旬到2023年1月中旬这第一波新冠感染高峰时期,50-60岁以上中老年人原发性急性闭角型青光眼就诊比例比往年同期大幅度增加,且以女性患者居多,“往年同期,一个月接诊原发性急性闭角型青光眼患者不超过30个,过去一个月内则收治了160多个该病患者。这些患者在感染阳性阶段发现的比‘阳康’阶段的多。”
对此,余敏斌提醒,虽然相关研究机理仍在进行中,但新冠病毒感染有可能加快或者促发急性青光眼的发作,这方面应引起警惕。如果老年人,特别是女性,新冠感染后出现急性视力下降,单眼或双眼疼痛,尤其是夜晚出现症状,甚至有恶心呕吐等情况,应及时前往眼科就诊。
此外,春节期间也是眼科急诊接诊因烟花爆竹导致眼外伤的高峰时期。对此,余敏斌教授提醒,一旦发生爆竹炸伤,不要自行处理,稍有不慎会导致二次伤害,“有的家长对于进入眼内的烟花、爆竹碎屑尝试自己挑出来,或者用酒精面纸去擦拭消毒,这些都是不正确的做法。”
专家提醒,应第一时间送往就近医院进行处理。如有干净的纱布或手帕,可以松松地覆盖眼睛,不要挤压,不要揉眼,对异物不要自行取出。
林浩添:“阳康”后眼睛痛?按症状分类处理
不少市民朋友阳了以后出现眼痛的现象,对此,中山大学中山眼科中心副主任、白内障科主任医师林浩添表示,感染过程中或者“阳康”后都有可能出现眼部症状,其中眼痛相对比较常见。
“总的来说,根据症状的持续性和严重程度分类处理。”林浩添介绍,引起眼痛的原因一般以结膜炎、眼表干燥居多,这些症状常常由新冠病毒感染引发的眼部炎症反应所致。大部分刺痛是一过性的,如果有持续刺痛、胀痛,一定要及时就诊、紧急处理,警惕青光眼、角膜严重感染等可能。
除了眼痛,部分人感染新冠病毒后还可能出现眼部红肿、流泪甚至视物模糊等症状。林浩添表示,相关研究显示,新冠病毒感染引起的结膜炎是比较常见的,眼睛可出现红肿、流泪等症状。上述症状大多在感染期间就可能发生,也有少部分患者是“阳康”后发现,存在个体和毒株的差异性。
林浩添指出,如果疼痛持续时间较久、比较严重的,建议到院就诊或通过互联网医院进行咨询。对于眼睛干燥或眼表炎症等轻症,可以通过人工泪液或常用消炎药物进行缓解,但不建议自行购买,要在专业医生指导下使用。
梁凌毅:视力出现明显下降 条件允许应尽快去眼科就诊
“确实在临床上观察到新冠病毒感染以后的病毒性角膜炎患者增加了,原因可能与病毒直接或间接相关。”中山大学中山眼科中心主任助理、角膜病科主任医师梁凌毅介绍。
患者往往在感染后出现眼睛红、异物感、视力下降,一般分泌物不太多。凡是出现视力下降明显,在其他身体症状允许的情况下,应去眼科就诊,医生会做视力、裂隙灯检查、角膜染色检查,进而做出是否有病毒性角膜炎的诊断。治疗方面,可以用抗病毒的滴眼液和凝胶,如果是继发疱疹病毒感染,还可以口服抗病毒药。如果是免疫性角膜炎,可以局部抗病毒治疗联合激素治疗。
还有一部分市民感染后出现流泪的现象。梁凌毅说,有两个可能:一个是新冠病毒相关的泪腺炎,泪腺是分泌泪液的组织,急性炎症的时候可以表现出流泪,同时往往伴有外上眼眶周围,也就是泪腺区的肿胀、疼痛;另一个可能是得了结膜炎、角膜炎,眼睛炎症不舒服导致的反射性泪液分泌增加,这种情况往往伴有明显的眼红、异物感、怕光、分泌物增加。
除了流泪,有一些市民表示感觉“阳康”以后眼睛出现了干涩的情况,“这个现象还是比较常见的,可能是得了干眼或者原来就有的干眼加重了。”梁凌毅解释,感染新冠病毒后有很多因素都会导致或者加重干眼,比如感染期间在家里频繁刷手机,看手机的时候聚精会神,眨眼减少,眼睛一直睁着,泪液蒸发过快;高热的时候泪液蒸发也会更快;身体不舒服等原因睡眠不好也会影响泪液分泌;另外,口罩上方没有封好,呼气从口罩上方直接吹向眼睛表面,也会加快泪液蒸发。
对于治疗,一方面可以用人工泪液点眼,更重要的是减少过度用眼,不要整天玩手机,尽量有良好的睡眠,多喝水,还可以试试冷敷眼睛、有意识地多眨眨眼。
吴开力:春运期间没必要戴面屏“全副武装”
春节假期临近,不少人有出行的计划,有没有必要针对眼部进行特别防护?
中山大学中山眼科中心临床检验科主任、主任医师吴开力表示,确实看到有部分市民朋友戴面屏、戴眼罩“全副武装”。实际上新冠病毒通过空气传播到眼部导致感染的可能性不大。综合来说,不建议旅行途中通过面屏、护目镜等专门进行眼部防护,外出时做好基本防护要求,保持一米距离、戴好口罩、勤洗手就可以了。
李涛:提高免疫力有助于降低眼部炎症反应
中山大学中山眼科中心眼底外科主任医师李涛表示,新春期间应注意一些眼科急症的发生,如视网膜动脉阻塞(眼中风)、视网膜静脉阻塞、缺血性视神经病变、视神经炎等眼疾,会引起严重视力障碍。此外,我国近视人数不断增加,高度近视是发生视网膜脱离的高危因素,而视网膜脱落如果没有得到及时救治,致盲率很高。
过去一个月,门诊中发现急性黄斑区视神经视网膜病变(AMN)患者增多,与新冠感染后机体免疫状态异常有关。因此,如果市民发现近期有明显视力下降、视物模糊、遮挡感等情况,应及时就诊。
不过,李涛也指出,虽然视神经、视网膜炎症会导致视力不可逆损伤,但是它的发病率很低,“阳康”的市民不用过于担心。专家介绍,很多急性眼疾并非由病毒直接损害,而是与全身免疫力息息相关,提高个体免疫力是关键。春节期间要注意多增加营养,保证充足睡眠,个人抵抗力有保证,视网膜视神经炎症发生的概率也会下降。
需要提醒的是,糖尿病视网膜病变已经位列成年工作人群中不可逆致盲眼病的首位。其发生、发展、恶化与血糖控制、病程长短有关。新春聚会多,容易大吃大喝导致血糖增高,长期宅家里泡剧运动量减少、习惯性熬夜,都容易导致糖尿病视网膜病变进展加剧,因此要保证足够运动、充分休息。
杨晓:感染阶段不要戴美瞳和OK镜
中山大学中山眼科中心屈光与青少年近视防控科主任医师杨晓介绍,年轻人爱戴的美瞳、青少年戴的近视防控用的OK镜,都属于接触镜。如果本身还在阳的时候,因为眼表会传播病毒,无论是美瞳还是OK镜,都不可以佩戴;如果家里还有人“阳着”、症状比较明显,也不太建议戴接触镜,因为接触镜也可能会接触到周围环境中的病原体。
而在“阳康”过程中,由于抵抗力还比较低,如果是美瞳等非必需的接触镜,不建议太着急,“阳康”后两周、眼睛没有其他问题的,可以戴。而如果是用于近视防控的OK镜,在转阴后一周后、眼部没有症状了,医生检查后可以考虑戴了。
要注意的是,佩戴接触镜要做好手部卫生,镜片、镜盒等护理用品、操作台面都需要进行消毒,但需要注意,镜片本身不能直接使用酒精消毒,需要使用镜片专用的护理液。恢复戴镜后,要密切观察有无眼红、刺痛、流泪等症状。
“阳康”以后,多久能用阿托品散瞳验光或者治疗近视?杨晓表示,对于阿托品和一些快速散瞳药物,目前没有证据显示会导致新冠病毒感染风险或加重感染后的病症。因此在“阳康”后,可以进行散瞳验光;使用低浓度阿托品治疗近视的,如果此前使用没有不良反应的,“阳康”后经过医生评估,也可以开始使用。
为了保护学生的视力,专家提醒,多增加户外运动,“需要提醒的是,天黑后散步作用不大,因为户外光线没有达到保护视力的要求。所以最好是可以参加学校的‘430’项目,放学后先在学校进行一些户外活动,或者是回家后趁没天黑和小伙伴结伴在户外玩耍,才有效果。”每天户外活动一小时,不一定需要连续一个小时,可以利用一些碎片化时间。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)