奥运赛场上,哪种球速度最快? 吉尼斯记录水球( 二 )


太空船一号飞行器(图源:airandspace)
羽毛球开始的速度非常快,但插满羽毛的形状可以使它在空中飞行时保持稳定 。羽毛球涉及的空气动力学规律也为航天器“太空船一号”(SpaceShipOne)的研发工程师提供了灵感 。
“太空船一号”是一架装有火箭发动机的有翼飞行器(名为“飞船”,实为飞机),它是第一个进入太空的私人投资建造的亚轨道飞行器 。这架飞机上设有三个座位并且可以重复使用,价格相对低廉,为普通人实现太空旅行提供了一种潜在的选择 。当飞机下降时,两段尾翼可以从水平位置旋转90°,“垂直”地立站在飞机的后方,此时气流会在尾翼上产生较大的阻力,同时保证飞机降落时的稳定性,这和羽毛球上羽毛发挥的作用十分相似 。
飞得最远的球——高尔夫球
羽毛球的快仅仅体现在一瞬间,在很多人看来,这似乎有一点“胜之不武”的成分 。严格意义上,一次击球过程中的平均速度往往更符合“最快”的标准 。由于阻力过大,羽毛球只得名落孙山,而此时拔得头筹的又会是谁呢?
正在打高尔夫球的爱好者(图源:selectbox.hr)
答案是高尔夫球,你是不是又没猜对?
高尔夫球一骑绝尘,单次击球可以移动200米以上,毫无疑问,打高尔夫需要非常大的场地 。
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 。1868年,“高尔夫之父”汤姆·莫里斯(Tom Morris)打出了第一个一杆进洞,震惊世人 。
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 。
艾伦在登月前偷偷将球杆头藏在袜子里,登月后,他将球杆头和改造过的铁杆连接起来,组成了一支球杆 。由于宇航服十分笨重,艾伦在月球上只能以单手击球,第一颗球打偏后落入了一个小型撞击坑,接着他直接挥杆击打第二颗球,第二颗球飞出了大约183米,由于月球上的重力只有地球上的六分之一,因此在月球上能轻松地打出更远的距离 。至今,这两颗高尔夫球仍散落在月球表面 。
正在月球打高尔夫球的宇航员艾伦(图源:NASA)
同是球类,赢的标准为什么差别这么大?
不知道你有没有考虑过一个问题,为什么乒乓球出界了要计分,而足球出界了却要罚球呢?
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,这也导致这些运动的场地尺寸和同台参与的人数不尽相同 。
球类单次运动的距离和场地的关系(图源:Physics of ball sports,作者翻译)
在上图中我们可以看到,在斜线以下的网球、排球和乒乓球等球类运动,它们的场地相对于球的运动距离偏小,球往往会出界,出界计分就变得合情合理 。对于斜线上方的足球、篮球和高尔夫运动,球则不容易出界,单纯依靠出界不能在短期内决出胜负,因此还需要制定一个进球的规则 。
所以,球类运动项目的比赛场地和规则并不是随意制定的,而是根据各种球体的运动规律,并通过严谨的数学计算才最终确定的 。
无论球飞得快或慢、远或近,奥运赛场上,球类运动考验的是运动员们的力量、速度和技巧,而这过程中展现的拼搏精神始终感染着我们这些赛场外的观众 。
参考文献:
https://airandspace.si.edu/collection-objects/spaceshipone/nasm_A20050459000