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

天冷易冻膝 快学几招护关节******

　　冷空气突袭，北京“一键入冬”，万物进入闭藏阶段。注重养生的朋友们，想必已经摩拳擦掌地筹备冬季养生方案了。除了进补，冬季适当的锻炼对人体是大为有益的。不过，这个时候我们一定要格外注意膝关节的保护，因为它比其他季节都更加脆弱容易受伤。今天，中医正骨科的医生就来跟大家分享几个冬季护膝的小妙招儿。

　　动作放轻缓 锻炼前要热身

　　冬季来医院就诊的患者膝关节不适的比例大幅增加。

　　冬季人体为了保存能量，阳气内敛，气血内收，关节部分的血液循环远较其他季节更低一些。这种情况下，关节部分的韧带、肌肉弹性远不如平时，无论是久坐起身、日常行走还是锻炼，都容易出现韧带肌肉的拉伤。

　　所以，在改变体位和动作的时候，一定要轻缓，让关节有充分的适应过程，锻炼前一定要做好充分的热身，关节达到最佳状态以后再开始锻炼。

　　注重关节保暖 护膝安排上

　　值得一提的是，大家在冬季锻炼的同时，务必要做好关节部分的保暖，防止出现不必要的损伤。

　　因其使用广泛且受季节影响大，膝关节的保暖尤为重要。冬季，在韧带和肌肉弹性下降的同时，对关节本身的保护力也会明显减弱。关节本身的稳定性下降，软骨、半月板这些缓冲功能的部分容易出现比平时更多的磨损。

　　所以，建议大家在平时佩戴护膝，既能一定程度上保暖，增强局部循环，又能对关节起到缓冲保护的作用，减慢退变进程，避免损伤。

　　再次强调，如果有关节病变，症状剧烈或反复出现，或者通过影像学检查确诊关节疾病的患者，还请及时就诊。

　　锻炼膝关节 试试这两招儿

　　锻炼关节相关肌肉的耐力和稳定性对保护关节有很大作用，除了大家都知道的靠墙深蹲以外，下面再教大家两招锻炼膝关节的方法。

　　方法一　找一面墙，身体侧面对着墙面，坐姿，面部方向和墙面平行。用靠近墙的腿，膝盖外侧和墙之间夹住一块5-10cm厚度的轻软物品，如毛巾叠、泡沫块等。保持物品不掉落的情况下膝关节缓慢屈伸，小腿活动范围大约90°。从垂直于地面到伸平，再缓慢放回，10次一组，一侧做完后调整椅子位置换另一侧，根据自己情况做2-4组，每天一次，提高关节稳定性，纠正力线。

　　方法二　找一个单杠或者双杠，或者足够稳固能支撑自己下半身悬空的地方。支撑起下半身，悬空过程中两腿交替轻微抬起，然后像踩踏路上积水一样向下轻轻蹬踏，两腿快速交替。动作要轻快轻巧，两侧各蹬踏15次为一组，休息两三分钟后可以做下一组。大家可以根据自身情况一共进行2-4组，每天一次，这个动作对上身支撑能力有要求，所以请广大患者朋友量力而行。

　　除此之外，按摩也是一个好方法。大家可以尝试按揉髌骨周边的几个凹陷处，以按之轻微酸胀感为宜，每个位置30下为一组，还有腘窝里的委中穴，按揉20下为一组，每天早晚各两组即可，也可用热敷取代。文/许凌飞(北京世纪坛医院）