【已解决】奥运会的球类运动里,哪种球速度最快?

奥运会用的什么排球

奥运会的球类运动里,哪种球速度最快?

      2017年1月在世界羽联印度羽毛球超级联赛中,丹麦选手科尔丁以一记时速达426km/h的绝杀球,打破了原本由马来西亚选手李宗伟所保持的男选手最快杀球世界纪录(417km/h),成为了新的吉尼斯世界纪录男子羽毛球比赛杀球速度最快的保持者。

      图/吉尼斯世界纪录

      羽毛球以426km/h的速度超过了排名第二的高尔夫(349km/h)以及排名第三的网球(253km/h),成为了奥运场上最快的球类运动,而呼声极高的乒乓球记录的最快速度只有170km/h。

      时速达到426km是什么概念呢?世界一级方程式锦标赛(F1)作为当今世界最高水平的赛车比赛,赛车的最高速度都鲜有超过400km/h的记录,羽毛球比F1赛车还快,速度堪比430km/h的上海磁悬浮列车。

      与速度并存的还有羽毛球的力量,国家羽毛球总教练李永波的儿子曾经在综艺节目中用羽毛球击碎了5mm厚的平面玻璃。要知道打破一面玻璃需要28兆帕的力道,那一瞬间的爆发力相当于一辆满载货物的卡车对地面产生的压强。

      图/羽毛球也有铁头功

      除了洪荒之力

      是什么让羽毛球这么快?

      影响球速(初始速度)的有击球部位、击球方式、球的种类、场地等等很多因素。根据动量定理可以得出,影响速度的无非是作用力、作用时间(作用距离、碰撞产生的形变效果),以及球体的质量。

      首先,我们来看球体的质量,用同样大小的作用力来击打球,球体质量越小,则速度的改变越大。

      图/各种球的参数

      以上是各种球类的直径、重量、最高速度、稳定速度的基本参数,可以看到越小越轻的球类(比如说羽毛球和乒乓球),其最高速度就越大。

      大家可能会发现,乒乓球比羽毛球的质量小,但最高速度却低于羽毛球,这就该提到影响速度的第二个因素:作用距离。

      作用距离其实说白了就是击球工具的长度,在统计中发现,人为的增加击球的长度有助于提高球的初始速度。

      图/不同球类的速度记录

      上图中可以看到,击球部位为手部或足部的球类运动基本处在阶梯的底层以及中部,最底层是铅球、手球以及篮球,它们的击球部位是手部,速度大约为15m/s,速度较快的是排球(37m/s)和足球(62m/s)。而使用工具来击球的球类运动速度都较快,比如说使用球棒(棒球54m/s)、球拍(网球73m/s)、球杆(高尔夫91m/s)。

      对于一个给定的角速度ω,当作用力相同时,球拍L的长度越长,产生的线速度V就越大,也就是V=Lω。

      举个例子,乒乓球和羽毛球的击球方式相似,乒乓球拍的长度短,则产生的线速度较小。所以使用球拍球杆之类的工具来实现“手臂伸展”,是获得更高速度的一种方法,如果你觉得乒乓球太慢,可以试试用羽毛球拍来打它。

      最后,使用可变形的拍子额外提升弹性,可以获得更高的速度。

      网球和羽毛球都是球拍类运动,球拍长度差不多,击球效率也相似,但羽毛球的最大速度(137m/s)是网球(73m/s)的两倍,除去球体质量不同,还有一个原因是球杆的弹性。

      羽毛球的球拍细长且容易弯曲,当球拍以极高的加速度击打羽毛球的时候,拍杆会弯曲,弹性能量首先会倍储存成形变,然后再释放为动能,作用在球体上,就可以使羽毛球得到更大的加速度。

      图/网球(b)和羽毛球(c)的弹性对比

      所以现在知道怎么让自己变得更快了吗?

      拿羽毛球来总结一下,首先你可以多加锻炼,增加手臂力量,从作用力这一源头进行改进,其次选择更轻的羽毛球以及更长更有弹性的球拍(如果有的话)。

      当然,天下武功,唯快不破,但是在运动场上光有洪荒之力可是不够的,意识、技术、步伐也是缺一不可。

怎么选择排球?

      从小学4年级开始已经打了20多年了排球了。兰华、火车头、star以前都用过,但说实话,真的手感不好。如果你几乎没有什么基础,仅仅是娱乐一下,迪卡侬里面有卖Kipsta的排球,便宜、耐久,就是用来随便玩玩的。如果说,你是想好好学、好好打的话,只有一个品牌可以选择:MIKASA。

      现在一般都会用MVA系列的吧(也就是所谓的西瓜球),如果有一定排球基础的话,可以用championship等级的,一般的话,varsity等级也就够了。

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      很久以前回答的,近来发现还有不少人会看,想还是更新下吧~~

      选择排球,要考虑4个条件情况

是否把价格放在第一位:如果把价格放在首要考虑位置,我想我的回答可能对您帮助不大,您可以选择一些“价廉物美”的排球。你对排球是热爱还是一般玩玩:如果是一般玩玩,也可以选择一些“价廉物美”的排球。如国产兰华,如迪卡侬的kipsta等。你会在哪里打排球:这个我们在后面来说。

      我和朋友们打排球,一般只用MIKASAMVA200,当日MVA200CEV也用。前者是奥运会用球,后者是欧冠用球。听着好像很吓人,其实在锅内业余队用这球是很普遍的。只要上了一定等级的比赛(不要说国家级省级的比赛,就连很多业余比赛)都规定只能用这2种球,不好意思,也许是我孤陋寡闻,没看见过用Molten、兰华、火车头等球来打比赛的(好像十运会用过Molten的,那是2005年的事情了)。

      很多人问我在哪里买,问我Taobao上卖的是不是真的,我真的不敢断言。但我购买只会选择亚马逊(日本亚马逊或者中国亚马逊海外购)。分享一个趣事,在某一线城市举办了一个业余排球比赛,冠军的奖品里含有一个MIKASAMVA200的球,冠军队伍拿到奖品后一看,这个球是仿造品…我咨询过某些taobao卖家,让他发照片给我看,他售卖的MVA200没有包装,也没有防伪的东西(日本买来的会有塑封膜,且球贴有镭射防伪标贴)。

      我以前读书的中学是著名的排球重点学校(我读书那时候,学校里那群男排特招生还拿过世界中学生运动会冠军),他们训练用球是MVA310和MVA300(MVA330也有一些,但正式队员不太用)。

      不同的排球,打的手感完全不同,你不是一个人在打,除了你的队友,还有你的对手。好的球,会有助于彼此的进步,“价廉物美”的球么…只要你们开心就好~

奥运会的球类运动里,哪种球速度最快?

      张怡宁曾经在采访中说过,希望孩子参加球类运动(不是说一定要成为运动员),因为球类有各种旋转,各种运动,非常开发锻炼智力。

      乒乓乒乓,你来我往之间,较量升级;

      跳起、挥拍,球在力量与智慧的击打中穿梭;

      追逐、超越,球跟着脚,在球场奔跑……

      总之,球类运动是奥运会不可或缺的部分,更是奥运赛场上不可忽视的精彩。

      2020年东京奥运会共设33个大项,339个小项比赛,其中有13种球类运动,包括足球、篮球、排球、乒乓球、羽毛球、网球、橄榄球、水球、棒球、垒球、高尔夫球、曲棍球和手球。在冬季奥运会中,冰球也是常规项目。

      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。

      那么在这些球类运动中,速度最快的是哪种球?

      相信很多人都知道,答案其实是,外形一点也不像球的羽毛球。

中国女子羽毛球选手陈雨菲在2020东京奥运会上(图片来源:中国奥林匹克委员会)

为什么是羽毛球?

      2013年7月,马来西亚运动员陈文宏与队友李宗伟受邀参加某公司的新球拍速度测试赛,陈文宏以493公里/小时(将近137米/秒)的速度创造了世界记录。

      不过由于这是在实验室测试时的球速,不是在真实的比赛中,因此该记录并未得到吉尼斯世界纪录官方的认可。

虽然没有得到吉尼斯世界纪录官方的认可,很多人还是认为陈文宏创造了吉尼斯记录(图片来源:http://www.karizmasport.si)

      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118m/s)的杀球。

      这两个记录中,羽毛球的最高速度都比“复兴号”动车组列车的最高运行时速(400公里/小时)要快。

各种球类运动的最高运动速度(图片来源:Physicsofballsports)

      羽毛球为什么能飞得那么快?是因为它的“屁股”上插了16支鹅毛么?

      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)。

各种球的尺寸、重量及速度等基本参数(图源:Annu.Rev.FluidMech,作者翻译)

      不过,羽毛球真的有那么快吗?羽毛球场地长13.4米,若以400公里/时的球速计算,那它穿过全场仅需约0.12秒,而我们眨一次眼睛约需0.2秒,按道理我们根本看不清球的轨迹。

      为什么观看球赛的时候,我们看到的羽毛球并没有那么快?

      这是因为羽毛球的最快速度只是在球离开球拍的一瞬间,而它的气动阻力非常大,这使它迅速减速。

      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。

高尔夫球和羽毛球的的挥拍动作(图片来源:Physicsofballsports)

乒乓球的重量更小(2.5g),只有羽毛球的一半,它为什么不是最快的球?

      虽然乒乓球和羽毛球的击球方式相似,运动员在手臂、手腕以及球拍的共同作用下进行发力,挥拍产生极大的角速度,但乒乓球球拍的长度过短,它产生的线速度较小,乒乓球球拍提供的力远没有羽毛球球拍大,并且羽毛球拍更容易发力,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”,这是因为现代羽毛球运动的发祥地是英国的伯明顿。此外,它还有一个别名,“shuttle”,意为航天飞机、梭子等,这是因为羽毛球和航天飞机之间存在关联。

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?

      答案是高尔夫球。

正在打高尔夫球的爱好者(图源:selectbox.hr)

      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(TomMorris)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(AlanShepard)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:Physicsofballsports,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

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

      ChristopheClanet.SportsBallistics.Annu.Rev.FluidMech.2015.47:455–78

      C.Cohen,C.Clanet.Physicsofballsports.EPN47/3

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

      RemasteredimagesrevealhowfarAlanShepardhitagolfballontheMoon|ArsTechnica

      作者:城明辰

      出品:科普中国

      监制:中国科学院计算机网络信息中心

怎么选择排球?

      本人球龄11年,用过十几种球,刚上体校那会最常见的是红双喜、star、兰华,上大学就是莫妮卡,工作了用的全是mikasa.

      别管什么球,只要是新的一定会硬手感差,打几个月才能有“手感”,新手建议用旧球。

      说到品牌,红双喜容易变形还特别沉不推荐;star不易变形但皮质硬,新手根本没法上手;兰华是2000年那会联赛用球,手感超棒,重量和弹性都适中,只是现在比较难找了,我家还有一个。莫妮卡名气不是很大,手感类似于兰华价钱稍高一点。现在多数人用mikasa,真心没觉得好用,首先它的尺寸似乎比别的排球都大,也许是视觉问题没量过,总之看着不舒服,没打几天球就“瓢了”,不过这球很适合发飘球的选手,那叫一个飘。

      但不管你选了那种球,记得好好保养,不要当椅子坐,打气的时候气针头沾些水避免把气嘴戳坏。

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