棒球(图片来自Olsin.se)
棒球上面有缝线,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,湍流增加了棒球侧面的偏转力。
尾流左右摇摆,飞行飘忽不定,如飞舞蝴蝶,故名“蝴蝶球”。
图片来自Pallo valmiina
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。
以上,就是普天同庆饱受批评的原因。
2014年的巴西世界杯,其指定用球是“桑巴荣耀”。来自谢菲尔德哈勒姆大学的研究人员肖宾博士,它经过测量后发现,对于球面缝线接合处的深度,桑巴荣耀是普天同庆的3倍多[1]。
另外,普天同庆的接合线总长大约是203厘米,而桑巴荣耀缝线总长度高达327厘米。
增加缝线长度以及缝线的深度,目的就是为了增加足球的粗糙度。
在接受BBC采访时,肖宾博士说:表面粗糙的足球飞得更远,在高速射门时,产生的蝴蝶球效应越少。
俄罗斯世界杯的球科学吗?
图片来自ДмитрийСадовников
本届俄罗斯世界杯的指定用球是“电视之星”(英文名Telstar 18),显然,因为有了普天同庆足球的教训在先,新球“电视之星”应该不会再被球星们骂成是神经病、地摊货等等。
研究人员测量了电视之星接缝长度,发现它比桑巴荣耀的接缝长度多了30%,为避免太过粗糙,电视之星的缝线深度有所减少[2]。
“今年的球与以前的球不会有太大的不同。”来自林奇堡弗吉尼亚大学的物理学研究人员说。
而日本筑波大学的研究人员则将新球放进风洞进行实验,他们发现,新球的空气动力特性与桑巴荣耀相似。
如上,本届世界杯用球应该是没多大问题。然而,这个球最大的不足是球面的马赛克花纹,这对人眼太不友好了。
最后,祝大家看球愉快!
本文来源于“中国科普博览”公众号(kepubolan)。