为什么高尔夫球表面凹凸不平?

2021-04-08 02:26人已围观

高尔夫球表面设计许多小坑的目的是为了让高尔夫球飞得更远。统计显示,表面光滑的高尔夫球飞行距离只有带凹坑的高尔夫球飞行距离的一半左右。

球类运动给人的印象是很流畅,比如乒乓球,足球之类的,但是高尔夫为什么要做得凹凸不平呢?

据统计,表面光滑的高尔夫球的飞行距离只有表面有凹坑的高尔夫球的一半左右。这到底是为什么?

高尔夫球的形状是空气动力学研究的成果之一。对于任何运动物体,空气在两个空气动力学中都会受到所谓的升力和阻力。阻力的作用方向与运动方向相反,而升力的作用方向是向上的。

物体在空中运动时,主要受到两种阻力:一种是物体表面与气流的摩擦;另一种是物体前后气压差形成的压力阻力。当物体高速运动时,后者将占总阻力的大部分。

高尔夫球飞得快的时候,球的后面会形成一个对称的漩涡。球附近的流体分子粘球一段时间后,脱离球面。这种现象也叫边界层分离。高尔夫球后面有一个中心压力较小的漩涡,而高尔夫球前面的压力相对较大。由于这种压力差,高尔夫球受到相对较大的阻力。

一般来说,球的飞行速度越高,边界层分离得越早,球后面形成的涡流面积越大,这种压差引起的阻力越大。由于边界层的早期分离,光滑球体在形成前后有较大的压力阻力,飞行距离大大缩短。

但当高尔夫球有小坑时,飞行时在小坑附近会产生一些小旋涡。由于这些小旋涡的吸力,高尔夫球表面附近的流体分子被旋涡吸引,边界层的分离点被向后推了很多。此时,高尔夫球后方形成的涡流面积比光球形成的涡流面积小得多,从而大大减小了前后压差带来的阻力。

另外,小坑也会影响高尔夫球的托举。一个表面不平坦的旋转球像飞机机翼一样偏转气流以产生升力。球的旋转会使球下的气压高于球上,这种不平衡会产生向上的推力。

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