你們(men) 知道世界上最快的球類運動是什麽(me) 嗎?是棒球、高爾夫球,還是足球、網球、乒乓球?其實都不是。有記錄的網球的最高時速大約是253km,棒球的最高時速大約是169km。而在2017年1月的一場印度羽超聯賽的比賽中,丹麥雙打名將馬德斯·皮勒爾·科爾丁一記殺球時速高達426km,甚至比F1賽車還要快——目前還沒有任何一名車手可以在賽道上跑出400公裏的時速。
一、羽毛球的速度
羽毛球名將李宗偉(wei) 扣殺速度經常超過300km/h,他就表演過用羽毛球開西瓜。被這種羽毛球打了肯定很不好受。
羽毛球能夠成為(wei) “球速之王”,一來是因為(wei) 羽毛球拍比較長,可以揮出比較大的速度,二來是因為(wei) 羽毛球很輕,質量隻有4.74-5.5g。根據牛頓第二定律,力等於(yu) 質量乘以加速度,如果施以同樣大的力,質量小的物體(ti) 就會(hui) 獲得更大的加速度,更容易加速起來。
二、羽毛球受到的阻力
速度很快的同時,羽毛球的速度衰減也很快,這是因為(wei) 羽毛球會(hui) 受到比較大的空氣阻力,這和它特殊的形狀有關(guan) 。
羽毛球雖然叫做 “球”,但是和乒乓球、網球不同,它並不是球形的,而是整體(ti) 呈現出一個(ge) 類似“圓錐”的形狀,由16根羽毛插在半球狀的軟木托上構成的,整體(ti) 迎風麵積比較大。在飛行過程中,羽毛球受到的迎麵阻力和速度平方成正比,也和羽毛球迎風的麵積成正比,速度很大時,迎麵阻力就很大。
羽毛球受空氣的迎麵阻力
此外,羽毛球的尾部會(hui) 產(chan) 生空氣渦流,前後氣壓強不同,這也會(hui) 造成阻力,叫做渦流阻力。所以羽毛球初速比較快,速度衰減也比較快。
羽毛球後的漩渦尾流區
三、為(wei) 什麽(me) 總是球托向前?
我們(men) 平時在看球和打球時會(hui) 觀察到,羽毛球在離開對手的球拍後在空氣中飛行時,總是球托衝(chong) 前向我們(men) 飛來,而不是喇叭口,這又如何解釋呢?
羽毛球的質心更靠近球托,而空氣阻力的作用點更靠近“喇叭口”,二者不重合。羽毛球向前飛時,阻力會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 力矩,讓羽毛球的姿勢軸線變得與(yu) 運動速度方向平行,這種特殊的結構能讓羽毛球的飛行方向可控。
還有人用高速攝影機記錄下球拍打擊羽毛球後的階段,你會(hui) 發現:羽毛球被球拍擊打之後,在阻力的作用下會(hui) 經曆了一段“來回擺動”的過程,最終軸線和速度方向平行,球托就朝著我們(men) 飛過來了。
甚至於(yu) ,我們(men) 還可以畫出羽毛球軸線的角度隨著時間的變化關(guan) 係,你會(hui) 發現,在0.1秒左右的時間裏,羽毛球的軸線角度就會(hui) 變成0度,表示軸線和速度方向平行。
四、羽毛會(hui) 蓬起還是收縮?
還有,你覺得羽毛球在飛行過程中,羽毛會(hui) 向外蓬起還是會(hui) 向內(nei) 收縮呢?你仔細觀察羽毛球,就會(hui) 發現每一根羽毛球是傾(qing) 斜的,所以羽毛球在飛行過程中,也會(hui) 發生旋轉,有點類似於(yu) 子彈的旋轉,具有一點陀螺效應。但是,由於(yu) 羽毛非常輕,這種陀螺效應不明顯,陀螺效應不是控製羽毛球方向的主要因素。由於(yu) 旋轉,羽毛是有離心的趨勢的。
不過於(yu) 此同時,由於(yu) 外部空氣阻力的影響,羽毛又有向內(nei) 收縮的趨勢,而且這個(ge) 效果更加明顯,所以羽毛球飛行時,羽毛還是略向內(nei) 收縮的。小小的羽毛球,有這麽(me) 多說道,沒想到吧!
五、羽毛球的曆史
羽毛球起源於(yu) 羽板球,有2000多年的曆史。
現代羽毛球起源於(yu) 英國,在1972年和1988年列為(wei) 奧運會(hui) 的表演項目,從(cong) 1992年開始逐步變為(wei) 正式比賽項目。本次中國代表團羽毛球隊的王懿律、黃東(dong) 萍和陳雨菲接連斬獲混雙和女單金牌,恭喜中國羽毛球隊!
END
2020東(dong) 京奧運會(hui) 專(zhuan) 題
本期節目由中央紀委國家監委網站特約製作
來源:李永樂(le) 老師
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