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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

在科教兴国路上绘就科技自主浓墨重彩******

　　【奋进新征程 建功新时代·深入学习贯彻党的二十大精神·重庆大学】

在科教兴国路上绘就科技自主浓墨重彩

——重庆大学师生深入学习贯彻党的二十大精神

光明日报记者 张国圣 光明日报通讯员 赵深艳

　　“树立远大理想，勇于将小我融入祖国大我，脚踏实地做好每一件事。”党的二十大代表、重庆大学党委书记舒立春，最近连续为学校2022级本科生上了数堂形势政策课。舒立春结合学习贯彻党的二十大精神，勉励同学们不负青春韶华，不负时代重托，以重大人的责任担当为实现中华民族伟大复兴接续奋斗。

　　党的二十大胜利闭幕后，重庆大学迅速成立了由党的二十大代表、校领导、思政课教师、辅导员以及学生党支部委员、团学骨干等183人组成的师生宣讲团，以传达报告会、理论学习中心组学习会、形势政策课、专题党课等多种形式宣讲，在全校掀起了学习贯彻党的二十大精神热潮。

　　以“大平台”打造国家战略科技力量

　　10月31日15时37分，搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭，在我国文昌航天发射场准时点火发射。约8分钟后，梦天实验舱与火箭成功分离并准确进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。

　　“热烈祝贺梦天实验舱发射成功”“为全面推进中华民族伟大复兴而团结奋斗”……重庆大学机械传动国家重点实验室一楼大厅内不时响起阵阵掌声，机械与运载工程学院师生在这里举行主题党日活动，并邀请问天实验舱和梦天实验舱阿尔法对日定向驱动机构对构齿轮传动研发负责人陈兵奎，讲述他历时8年攻克极端工况下对构齿轮多项关键技术，助力“问天”和“梦天”24小时不间断追踪太阳的科研经历。

重庆大学潘复生院士团队。资料图片

　　陈兵奎所在的重庆大学机械传动国家重点实验室紧跟国家重大战略，瞄准国防和国民经济建设对机械传动系统的重大需求开展科技攻关。近年来，实验室相关研究成果先后为嫦娥四号生物科普试验载荷、嫦娥五号着陆验证系统、首次月面无人钻取采样等重大任务提供关键技术支撑。

　　我国高压输电行业的拓荒者、重庆大学电气工程学院教授蒋兴良牵头建设的湖南雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站，是世界上第一个能源装备安全防御野外科学观测研究站。多年来，蒋兴良率科研团队坚守冰雪高山做研究，在电网防冰减灾领域不断取得重大突破，为“西电东送”等国家重点工程作出重要贡献，相关研究成果还为能源装备安全储备了原创科学数据和关键技术。

　　“重庆大学正以国家重点实验室优化重组为契机，探索创新平台管理体制和运行机制改革，通过强化有组织的科研加快建设国家级创新平台，打造国家战略科技力量。”中国工程院院士、重庆大学校长王树新说。

　　党的二十大报告对西部大开发、长江经济带发展、成渝地区双城经济圈建设、推动共建“一带一路”高质量发展等作出了战略部署。为更好地服务国家重大战略部署，重庆大学以现有的国家重点实验室为核心，高质量建设由“先进制造”“智慧能源”“低碳技术”“先进材料”“电子器件”“人工智能”等领域组成的科学中心，围绕国际学科前沿、国家重大需求和区域经济产业发展，全链条开展基础研究、关键技术和应用研究，努力打造服务重庆及西部地区经济社会发展的基础研究和创新发展研究高地，形成服务国家需求和支撑前沿研究的战略科技力量。

　　以“大项目”服务国家重大需求

　　12月5日，在山东省菏泽市某风电场项目，中国船舶集团旗下中国海装成功完成165米级钢混塔筒机组的吊装，其支撑结构采用了中国工程院院士、重庆大学钢结构工程研究中心主任周绪红和王宇航团队研发的钢-预应力混凝土混合结构塔筒。这种混合结构塔筒打破了国外技术垄断，与100米轮毂高度传统纯钢结构塔筒相比，发电量提高25%~28%，每年新增总发电量约135亿千瓦时，可供约647万户家庭的全年用电，按等电量替代火电计算，相当于节约标煤700万吨，经济效益和社会效益显著。

　　新型能源材料及装备是能源战略转型的关键支撑，其中镁电池和镁储氢等镁基储能材料潜力巨大。中国工程院院士潘复生牵头在重庆大学国家镁合金工程技术研究中心组建的镁电池研究团队和镁固态储氢团队，已成功研发多种镁离子电池和新型储氢材料。由重庆大学国家镁合金工程技术研究中心联合广东国研、广东省科学院等单位合作完成的“镁离子电池”项目，还获得2022年国际“镁未来技术奖”。

　　重庆大学还与重庆两江新区联合共建重庆新型储能材料与装备研究院，瞄准能源转型前沿技术打造国家级储能科技创新平台，并面向全球发布了一批示范项目和人才招募“英雄帖”。知名专家学者严谨的治学态度和对科研前沿的敏锐把握，也潜移默化地激励着青年师生。

　　“周老师经常在工程一线挖掘科学问题，理论结合实践解决问题。团队的年轻人不只是以他为学业导师，更奉他为人生导师。”王宇航表示，周绪红院士目前正带领团队开展海上风电工程结构研究，为保障深远海区域龙卷风、洋流、海浪侵蚀等极端情况下风电设施结构安全提供基础理论和关键技术支撑。

　　以“大改革”打通人才培养和科技创新全链条

　　高校是培养科技创新人才的主阵地，积极探索人才培养模式改革创新，是新时代高校肩负的新使命。

重庆大学校园风景。资料图片

　　2022年，教育部印发《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》，明确了加快国内碳储领域相关专业学科、科研平台建设和人才培养的重点任务。“2021年学校获批开设碳储科学与工程专业，成为全国首批四所获批开设该专业的高校之一。”重庆大学资源与安全学院副院长陈结介绍，学校紧扣国家“双碳”战略需求，提前谋划制定完善碳储科学与工程的培养方案，并致力于碳捕集利用与封存等领域的领先技术研发，填补我国在碳捕集、碳利用、碳封存、碳管理及碳交易等方面专业复合型人才培养的空白。

　　卓越工程师是科技创新和产业发展的稀缺资源。2020年，重庆大学和重庆两江新区合作，在国内率先创建“学科交叉，项目驱动”重庆大学明月科创实验班，打通产业和学校的边界，推进新工科教育实验。重庆大学也获批成为首批国家卓越工程师学院试点建设高校。

　　“我们的目标，是将卓越工程师学院打造成新工科教育改革试验田和重庆市‘人才链-创新链-产业链’融合示范区。”重庆大学卓越工程师学院执行院长罗远新说，学院将瞄准国家创新驱动发展战略和重庆智能网联汽车产业发展，培养新能源智能网联汽车、智能制造等关键领域高层次人才。

　　重庆大学光电工程学院教授朱涛率领研究团队自主研发的“t系列”光纤智能感知产品，能够为长输管道、火灾预警、桥隧监测等提供先进的一站式解决方案。2022年5月，朱涛团队注册成立重庆塔科智感科技有限公司，他本人自主研发的感知技术获得了1400万元天使轮融资，团队知识产权也被作价4200万元。

　　重庆大学改革科研管理体制机制，支持鼓励科研人员以成果作价入股和融资，推进科技创新产学研全链条“一体化”。近年来，学校以“国家知识产权示范高校”等平台为依托加快建设技术转移研究院，并围绕产业链部署创新链，逐步创建由科学技术发展研究院和前沿交叉学科研究院、先进技术研究院、技术转移研究院、产业技术研究院、国际联合研究院“1+5”科研管理体系，形成了基础研究、技术创新、工程实践、成果转化、产业培育的科研全链条组织模式，打通、畅通科技创新“全链条”。

　　面向世界科技前沿、面向经济社会发展主战场和国家战略需求抢抓创新驱动发展的重大机遇，重庆大学科技创新能力不断增强，原创性高水平学术成果快速增长。“十三五”期间，全校科研总经费较“十二五”增长34%，其中国家级项目经费增长155%、承担国家基金项目增长35%。2022年至今，学校新增国家级千万元以上重大重点项目近20项，牵头获批国家重点研发计划项目16项，转化科技成果100余项。

　　“不忘立德树人初心，牢记为党育人、为国育才使命，努力造就拔尖创新人才和高素质教师队伍，加快建设中国特色、世界一流大学和优势学科；以科技自立自强为目标，瞄准高峰、基础、前沿、交叉，强化有组织创新，加快成果转化；持续深度融入成渝地区双城经济圈建设，全面支撑建成世界重要人才中心和创新高地。”在重庆大学党的二十大精神传达报告会上，舒立春号召全校师生凝心聚力、接续奋斗，切实为中国式现代化贡献自己的力量。

　　《光明日报》（ 2022年12月28日 05版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）