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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

刻画“兔”飞猛进的意趣******

　　金兔呈祥（铜版） 李博韬

　　青云直上（水印木刻） 张蒙萌

　　兔飞猛进（水印木刻） 崔正

　　合家平安（木版套色） 王贤丰

　　小版画尺幅虽小，却意趣盎然，不同版种的作品因其不同的原理和技法展现出各自的独特魅力，不拘一格，耐人寻味。新年到来，中央美术学院版画系的贺年生肖小版画展活动举办，三百余幅以“癸卯兔年”为主题的版画，承载着迎福纳祥的美好祝愿。

　　按照使用材料，版画可分为木版画、石版画、丝网版画和铜版画。今年的水印木刻贺年小版画作品，师生们在继承优秀传统的基础上，充分运用水性材料的温润感和水墨比例的奇特变换进行创作。比如，王艺凝的《癸卯贺新》系列作品呈现出了栩栩如生的毛绒质感；丁科的《广寒宫灯》、崔正的《兔飞猛进》采用整版和饾版相结合，并借鉴了荣宝斋和浮世绘的传统印法，虚实渐变，创作出既有传统文化内涵又极具表现力的作品。

　　丝网版画也被称作漏版印刷，运用多版套印和色彩叠加印刷，可以创造出丰富的色彩层次和肌理效果。比如，甘世腾的作品《兔入青云》，灵感来源于山水画《千里江山图》，将青山绿水的元素与兔子的形态相结合，借敦煌壁画中“飞天”的经典形象，寓意平步青云、飞上云端。

　　石版画制作流程烦琐、严谨，印数有限，非常具有收藏价值。赵利奇的版画《弄啥嘞？》是以传统石版作为媒介来进行制作，充分体现出了石版画富有层次、透气、细腻颗粒感的独特语言魅力。除石板材料外，平版画还包括现代胶印版画，即在透明菲林片上作画后，运用在PS板上感光的方式来完成作品印制，更具有便捷性和可操控性，画面细腻，光影感强。陈柏宇小版画《2023别卷了》通过现代感光印刷的方式进行分版、套版制作，展示出了平版画的直接性、绘画性和生动性。

　　 铜版画技法种类繁多，如雕版、干刻、蚀刻、飞尘、软蜡、糖水、美柔汀等，深得艺术家的青睐。金郑晓的《I love U too》运用照相制版技法，将电脑制图和手工制版结合在一起，工艺复杂，画风时尚。苗水仙的《Hello!New Day！》运用美柔汀技法，以摇刀制作黑底，黑中提白，细致入微地呈现出丰富的色调。

　　透过此次贺年小版画展出的作品，我们既能看到大胆的创新、创造以及独到的技艺探索，也感受到大家对传统文化、传统技法的用心用力。许多作品充分挖掘传统节日喜庆元素和吉祥纹样，如朱玄玄的《守月明》、李博韬的《金兔呈祥》等作品呈现了象征团圆的满月，王怡宁的《好柿天降》、贾小童的《柿柿如意》、林楷龙的《万柿如意》、潘虹池的《兔年大“橘”》等作品中都出现了象征如意和吉祥的柿子和橘子。林恬琪的《三兔共耳，扬梅兔气》、李劲弈的《卯兔伴月》、郑琹语的《兔兔团圆》都不约而同地运用了“三兔共耳”这一敦煌莫高窟中出现的有趣图像元素。

　　今天，央美版画系的师生们继续秉持“艺术为人民服务”的初心，深入生活，扎根人民，用全新的艺术面貌制作出“新年画”，用青春洋溢的刀笔，刻画新生活，反映新风尚。

　　（作者：孙亚南，系中央美术学院版画系直属党支部副书记）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）