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
中新网评：处理核污水绝不是日本自家私事******
中新网北京1月19日电(蒋鲤)日本政府近日称，将于2023年春夏期间开始向海洋排放经过处理的福岛第一核电站核污水。日本罔顾国内民众及周边国家的屡屡反对，企图将核污水“一倒了之”，把一件关乎全球海洋生态环境和公众健康的事当成了自家私事。
资料图：日本福岛第一核电站。2011年，福岛核电站事故发生后，大量放射性物质泄漏到大气层和太平洋，对周围环境造成了难以逆转的伤害，数十万人被迫撤离该地区。时至今日，作为日本邻国之一的韩国仍未解除福岛海鲜禁令。
日本以核污水存储能力即将达到上限为由，在2021年4月13日，正式决定将福岛第一核电站核污水排入太平洋。过去一年多，日本政府和东京电力公司一直在持续推进核污水排海计划。
日本政府辩称，这些核污水经多核素处理系统(ALPS)处理后很安全，甚至“可以喝”，这样的表态无疑在愚弄大众。
事实上，经过处理的核污水仍含有多种放射性物质，核污水一旦排放入海就无法回收，长期来看，将会给海洋生态带来难以估量的潜在威胁，最终危害人类健康。
因此，核污水排海计划推出后，遭到日本民众强烈反对。日本《朝日新闻》2022年3月公布的问卷调查显示，福岛县、宫城县和岩手县受访的42个市町村长中，约六成反对东京电力公司福岛第一核电站核污水排放入海。日本全国渔业协会联合会也多次申明立场，反对该计划。
日本政府认为，核污水排海是最便宜、最省事的解决方案，但此举却将周边国家乃至全世界置于核污染风险中。太平洋非日本一家之海，核污水会随着洋流流动，其影响势必会跨越国界，危害周边国家乃至整个国际社会的公共福祉和利益。
《韩国经济新闻》发文称，相关研究认为，福岛核污水如果排放入海，约7个月后将到达济州等韩国海域，该国水产业和旅游业将遭受相当大的损失。
德国南极海洋机构也曾发出警告，若日本将所有核污水排入海中，不到半年，整个太平洋都将面临高度辐射威胁，包括远在大洋另一端的美国。太平洋地区人民更是对日本该计划持反对意见。
日本作为《联合国海洋法公约》缔约国，有义务保护海洋环境。然而，在核污水排海方案的正当性、核污水数据的可靠性、净化装置的有效性、环境影响的不确定性等问题上，日本未能作出科学、可信的说明。
国际原子能机构技术工作组虽已三次赴日实地考察评估，但尚未就日排海方案的安全性给出结论，并且对日本提出诸多澄清要求和整改意见。在此情况下，日本仍执意推进核污水排海工程建设，这是极不负责任的行为。
太平洋不是日本的下水道，日本必须正视各方合理关切，在与周边国家等相关利益方和国际原子能机构充分协商后，制定合理的核污水处理方案。日本也要着眼长远，若只顾眼前，执意将核污水排放入海，不仅其自身，周边国家乃至全世界都将为之买单，其后果必将会危害数代人。
Fukushima water disposal by no means Japan’s own business
By John Lee
(ECNS) -- Japan has announced it will release treated wastewater from the wrecked Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant into the Pacific Ocean this year.
Although Fukushima wastewater disposal affects global marine ecological environment protection and public health, Japan has turned a deaf ear to domestic and international opposition to dumping the contaminated water into the sea, treating the "global" matter as its own business.
The Fukushima accident in 2011 had sent large quantities of radiation into the atmosphere and the Pacific Ocean, causing irreversible damage to the surrounding environment, and hundreds of thousands of people were forced to evacuate the area. South Korea still maintains its import ban on Japanese seafood from areas affected by the Fukushima nuclear disaster.
On April 13, 2021, Japan announced it had decided to discharge contaminated radioactive wastewater in Fukushima Prefecture into the sea due to dwindling storage space, with the Japanese government and plant operator Tokyo Electric Power Company Holdings Inc. promoting the release plan over the past year.
The Japanese government argues that the water treated by an advanced liquid processing system, or ALPS, is safe and drinkable, which is undoubtedly fooling the public.
In fact, the treated wastewater still includes a variety of radioactive substances and can’t be recycled once discharged into the sea, which will pose a great threat to marine ecology and ultimately endanger human health in the long run.
Therefore, the discharge plan has been strongly opposed in Japan. According to a questionnaire conducted by The Asahi Shimbun, nearly 60 percent of mayors of 42 municipalities in Iwate, Miyagi and Fukushima prefectures oppose the discharge plan. The National Fisheries Cooperative Federation of Japan has also repeatedly stated its opposition in public.
The Japanese government believes that dumping Fukushima wastewater into the sea is the cheapest and most convenient solution, but neighboring countries and even the whole world will be at risk of nuclear pollution.
The Pacific Ocean doesn’t belong to Japan and the wastewater flow along oceanic currents will surely break boundaries and endanger public welfare and the interests of neighboring countries and even the international community.
The Korea Economic Daily reported that related research concluded that if contaminated water from Fukushima is released into the ocean, it would only take seven months for the contaminated water to reach the shores of Jeju Island, with the country's aquaculture and tourism suffering considerable losses.
According to the calculation of a German marine scientific research institute, radioactive materials will spread to most of the Pacific Ocean within half a year from the date of discharge, and the U.S. and Canada will be affected by nuclear pollution. People in the Pacific region also oppose the discharge plan.
As a participant of the United Nations Convention on the Law of the Sea, Japan has the obligation of protecting the marine environment.
However, it hasn’t offered a full and convincing explanation on issues like the legitimacy of the discharge plan, the reliability of data on the nuclear-contaminated water, the efficacy of the treatment system or the uncertainty of environmental impact.
Though the IAEA has yet to complete a comprehensive review after three investigations in Japan, the Japanese side has been pushing through the approval process for its discharge plan and even started building facilities for the discharge. It is rather irresponsible for Japan to act against public opinion at home and concerns abroad.
The Pacific Ocean is not a private Japanese sewer. The country must seriously heed the voices of the international community and make a reasonable plan for the Fukushima wastewater disposal after full consultation with stakeholders and international agencies.
If it only seeks instant interest and insists on discharging the contaminated water into the sea, not only itself, but also its neighboring countries and the entire world will pay for the decision and several generations will be forced to bear the consequence.
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