乒乓乒乓，你來我往之間，較量升級；

　　跳起、揮拍，球在力量與(yu) 智慧的擊打中穿梭；

　　追逐、超越，球跟著腳，在球場奔跑……

　　球類運動是奧運會(hui) 不可或缺的部分，更是奧運賽場上不可忽視的精彩。

　　中國選手陳雨菲

　　（圖片來源：中國奧林匹克委員會(hui) ）

　　2020年東(dong) 京奧運會(hui) 共設33個(ge) 大項，339個(ge) 小項比賽，其中有13種球類運動，包括足球、籃球、排球、乒乓球、羽毛球、網球、橄欖球、水球、棒球、壘球、高爾夫球、曲棍球和手球。在冬季奧運會(hui) 中，冰球也是常規項目。

　　所有球類運動無非是用手、腳、球棒或球拍擊打球。球的尺寸、形狀和重量差異使得它們(men) 具有不同的速度以及運動軌跡。

　　那麽(me) 問題來了，在這些球類運動中，速度最快的是哪種球？是令人熱血沸騰的足球，是揮汗如雨的網球，還是快得看不清軌跡的乒乓球？

　　戳空白處獲取答案

　　答案其實是，

　　外形一點也不像球的羽毛球。

　　答案其實是， 外形一點也不像球的羽毛球。

　　Part.1

　　奧運場上速度最快的球，為(wei) 什麽(me) 是羽毛球？

　　事實上，這早已不是運動場上的秘密。2013年7月，馬來西亞(ya) 運動員陳文宏與(yu) 隊友李宗偉(wei) 受邀參加某公司的新球拍速度測試賽，陳文宏以493公裏/小時（將近137米/秒）的速度創造了世界記錄。不過由於(yu) 這是在實驗室測試時的球速，不是在真實的比賽中，因此該記錄並未得到吉尼斯世界紀錄官方的認可。

　　雖然沒有得到吉尼斯世界紀錄官方的認可，很多人還是認為(wei) 陳文宏創造了吉尼斯記錄

　　（圖片來源：https://www.karizmasport.si）

　　目前吉尼斯官方認可的最快的羽毛球記錄來自丹麥選手科丁，2017年1月10日，在印度羽毛球超級聯賽上，科丁在正式比賽中殺出一記速度高達426 公裏/小時（約118 m/s）的殺球。而這兩(liang) 個(ge) 記錄中，羽毛球的最高速度比“複興(xing) 號”動車組列車的最高運行時速（400公裏/小時）要快。

　　各種球類運動的最高運動速度

　　（圖片來源：Physics of ball sports）

　　羽毛球真的有那麽(me) 快嗎？羽毛球場地長13.4米，若以400公裏/時的球速計算，那它穿過全場僅(jin) 需約0.12秒，而我們(men) 眨一次眼睛約需0.2秒，按道理我們(men) 根本看不清球的軌跡。為(wei) 什麽(me) 觀看球賽的時候，我們(men) 看到的羽毛球並沒有那麽(me) 快？

　　這是因為(wei) 羽毛球的最快速度隻是在球離開球拍的一瞬間，而它的氣動阻力非常大，這使它迅速減速。

　　羽毛球為(wei) 什麽(me) 能飛得那麽(me) 快？是因為(wei) 它的“屁股”上插了16支鵝毛麽(me) ？

　　原因其實並不複雜，主要是因為(wei) 羽毛球比較輕（重量隻有5克），並且球拍足夠長（不超過680mm）。

　　各種球的尺寸、重量及速度等基本參數

　　（圖源：Annu。 Rev。 Fluid Mech，作者翻譯）

　　球體(ti) 在空中的運動往往隻受到空氣阻力和重力的作用，它的速度一般隻會(hui) 逐漸減小（籃球等例外）。想要獲得最快的運動速度，球體(ti) 需要在離開運動員接觸的瞬間獲得最大的加速度。相對於(yu) 網球、足球和其它球體(ti) ，羽毛球非常輕，因此同等大小的力在它身上則會(hui) 產(chan) 生更大的加速度。

　　（圖片來源：Physics of ball sports）

　　乒乓球的重量更小（2.5g），隻有羽毛球的一半，它為(wei) 什麽(me) 不是最快的球？

　　雖然乒乓球和羽毛球的擊球方式相似，運動員在手臂、手腕以及球拍的共同作用下進行發力，揮拍產(chan) 生極大的角速度，但乒乓球球拍的長度過短，它產(chan) 生的線速度較小，乒乓球球拍提供的力遠沒有羽毛球球拍大，並且羽毛球拍更容易發力，因此羽毛球往往比乒乓球的速度更高。

　　羽毛球的英文名叫“badminton”，這是因為(wei) 現代羽毛球運動的發祥地是英國的伯明頓。此外，它還有一個(ge) 別名，“shuttle”，意為(wei) 航天飛機、梭子等，這是因為(wei) 羽毛球和航天飛機之間存在關(guan) 聯。

　　太空船一號飛行器

　　（圖源：airandspace）

　　羽毛球開始的速度非常快，但插滿羽毛的形狀可以使它在空中飛行時保持穩定。羽毛球涉及的空氣動力學規律也為(wei) 航天器“太空船一號”（SpaceShipOne）的研發工程師提供了靈感。

　　“太空船一號”是一架裝有火箭發動機的有翼飛行器（名為(wei) “飛船”，實為(wei) 飛機），它是第一個(ge) 進入太空的私人投資建造的亞(ya) 軌道飛行器。這架飛機上設有三個(ge) 座位並且可以重複使用，價(jia) 格相對低廉，為(wei) 普通人實現太空旅行提供了一種潛在的選擇。當飛機下降時，兩(liang) 段尾翼可以從(cong) 水平位置旋轉90°，“垂直”地立站在飛機的後方，此時氣流會(hui) 在尾翼上產(chan) 生較大的阻力，同時保證飛機降落時的穩定性，這和羽毛球上羽毛發揮的作用十分相似。

　　Part.2

　　飛得最遠的球——高爾夫球

　　羽毛球的快僅(jin) 僅(jin) 體(ti) 現在一瞬間，在很多人看來，這似乎有一點“勝之不武”的成分。嚴(yan) 格意義(yi) 上，一次擊球過程中的平均速度往往更符合“最快”的標準。由於(yu) 阻力過大，羽毛球隻得名落孫山，而此時拔得頭籌的又會(hui) 是誰呢？

　　戳空白處獲取答案

　　答案是高爾夫球，

　　你是不是又沒猜對？

　　答案是高爾夫球，你是不是又沒猜對？

　　正在打高爾夫球的愛好者

　　（圖源：selectbox.hr）

　　高爾夫球一騎絕塵，單次擊球可以移動200米以上，毫無疑問，打高爾夫需要非常大的場地。

　　標準高爾夫球場，一般布置18個(ge) 球洞，總長度要控製在6002~6400米，球場麵積50~75公頃（1公頃=10000平方米），實際大小要根據球場的地形來確定。1868年，“高爾夫之父”湯姆·莫裏斯（Tom Morris）打出了第一個(ge) 一杆進洞，震驚世人。

　　不僅(jin) 如此，高爾夫還走出了地球，成為(wei) 了首個(ge) 星際間的球類運動項目。1971年2月6日，執行阿波羅14號任務的宇航員艾倫(lun) ·謝帕德（Alan Shepard）揮動球杆在月球上打起了高爾夫球，從(cong) 而使他成為(wei) 有史以來第一位，也是目前唯一一位在月亮上打過高爾夫球的人。

　　艾倫(lun) 在登月前偷偷將球杆頭藏在襪子裏，登月後，他將球杆頭和改造過的鐵杆連接起來，組成了一支球杆。由於(yu) 宇航服十分笨重，艾倫(lun) 在月球上隻能以單手擊球，第一顆球打偏後落入了一個(ge) 小型撞擊坑，接著他直接揮杆擊打第二顆球，第二顆球飛出了大約183米，由於(yu) 月球上的重力隻有地球上的六分之一，因此在月球上能輕鬆地打出更遠的距離。至今，這兩(liang) 顆高爾夫球仍散落在月球表麵。

　　正在月球打高爾夫球的宇航員艾倫(lun)

　　（圖源：NASA）

　　Part.3

　　同是球類，贏的標準為(wei) 什麽(me) 差別這麽(me) 大？

　　不知道你有沒有考慮過一個(ge) 問題，為(wei) 什麽(me) 乒乓球出界了要計分，而足球出界了卻要罰球呢？

　　球的尺寸、形狀和重量差異使得它們(men) 具有不同的速度以及運動軌跡，這也導致這些運動的場地尺寸和同台參與(yu) 的人數不盡相同。

　　球類單次運動的距離和場地的關(guan) 係

　　（圖源：Physics of ball sports，作者翻譯）

　　在上圖中我們(men) 可以看到，在斜線以下的網球、排球和乒乓球等球類運動，它們(men) 的場地相對於(yu) 球的運動距離偏小，球往往會(hui) 出界，出界計分就變得合情合理。對於(yu) 斜線上方的足球、籃球和高爾夫運動，球則不容易出界，單純依靠出界不能在短期內(nei) 決(jue) 出勝負，因此還需要製定一個(ge) 進球的規則。

　　所以，球類運動項目的比賽場地和規則並不是隨意製定的，而是根據各種球體(ti) 的運動規律，並通過嚴(yan) 謹的數學計算才最終確定的。

　　無論球飛得快或慢、遠或近，奧運賽場上，球類運動考驗的是運動員們(men) 的力量、速度和技巧，而這過程中展現的拚搏精神始終感染著我們(men) 這些賽場外的觀眾(zhong) 。

　　參考文獻：

　　https：//airandspace.si.edu/collection-objects/spaceshipone/nasm_A20050459000

　　https：//deemples.com/weird-facts-about-golf/

　　Christophe Clanet。 Sports Ballistics。 Annu。 Rev。 Fluid Mech。 2015。 47：455–78

　　C。 Cohen， C。 Clanet。 Physics of ball sports。 EPN 47/3 

　　https：//allthatsinteresting.com/alan-shepard-golf-ball 

　　Remastered images reveal how far Alan Shepard hit a golf ball on the Moon | Ars Technica 

　　出品：科普中國

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