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

无锡：物联网产业迸发创新活力******

　　【长镜头】

　　光明日报记者 苏雁

　　中国物联网产业规模接近3万亿元，企业数量超过8000家。其中，产业代表城市江苏省无锡市2022年产业规模预计达4000亿元，规模全省第一、全国领先。13年深耕物联网产业，无锡何以成功？带着疑问，记者来到无锡一探究竟。

　　1月3日，无锡高新区综合保税区的仓库中，无锡佳利达供应链管理有限公司客服人员吴正阳轻点手机屏幕，一家集成电路公司的报关业务流程很快办理好了。随后，他在电脑键盘上敲入代码指令，只见他身后的几台叉车，在无锡海关物联网设备的监控下搬运货物，一辆载重约10吨的无人驾驶智能网联货车装满货物，从企业仓库途径集散中心、码头，实现全程自动装载和卸货。

　　这是无锡物联网在促进集成电路产业上的一个典型应用场景。2022年，无锡集成电路产业产值突破2000亿元大关，约占全国八分之一，建成完整覆盖集成电路各环节的高新技术产业集群。

　　13年来，物联网产业在无锡逐渐发展壮大，其主要经验就是以产业需求和行业应用为导向。2009年，国务院在无锡部署建设国家传感网创新示范区。截至2022年，无锡物联网产业聚集了3000多家骨干企业，诞生了各类涉及物联网产业的已上市企业80多家和14项物联网领域国际标准。

　　无锡物联网产业发展的第二站，是给物联网企业提供后端市场。10多年来，无锡诸多企业承接的物联网工程已遍及全球60多个国家700多座城市。

　　无锡为物联网企业提供了丰富的应用场景。在新吴区旺庄养老院，每一位入住老人胸前都佩戴着一张智能定位卡，它是老人们的“贴身护卫”。无线定位技术可以获取位置信息，同时与移动护理系统、视频监控联动，老人发生突发状况时，可以一键报警。这是落户无锡的一家科技信息公司在智慧养老领域落地的一个应用场景。

　　更多的企业从无锡出发，为全国乃至全球提供物联网解决方案。在位于无锡惠山区的华中科技大学无锡研究院，中科院院士丁汉主导成功研发一款国产CAM软件——Turboworks。航空发动机和燃气轮机（简称“两机”）中包含大量空间曲面，加工过程稍有偏差，就会导致价格数十万元、上百万元的零件整个报废。作为该类零件加工工艺的载体，目前国内应用的CAM软件均被国外公司垄断。研究院服务两机产业，经过多年打磨，研发出这款从底层原始码开始、自主可控的工业设计软件，为大国重器研发生产提供高质量和定制化服务。

　　智能服装厂和传统服装厂有啥区别？走进位于无锡市东港镇的红豆男装5G智能全连接示范工厂，记者看到，衣料沿着天花板吊挂线有序流转，这头主动“找”操作工开缝，那边齐刷刷“等”自动裁剪。“之前，年产80万套西服，需要工人近1000人，现在仅需600人，且个性定制、团购定制与批量生产可混流自由切换。”工厂负责人潘家祥向记者介绍。

　　2022年，无锡市制造业增加值占GDP比重预计为四成。无锡市规划，在几年之内，帮助全市规上工业企业完成数字化诊断，进行智能制造成熟度评估，遴选一批标杆企业，进行示范推广。

　　物联网被认为是无锡的“产业名片”。“下一阶段，无锡将以‘人工智能+物联网’融合创新为主线，以智能传感、车联网、工业互联网‘一感两网’为主攻方向，着力补强卓越产业链，更高水平建设国家传感网创新示范区，加快将无锡物联网打造成世界级先进制造业集群。”无锡市委书记杜小刚信心满满地说。

　　《光明日报》（ 2023年01月11日 05版）