高尔夫球表面有浅浅的凹痕其实是自然选择。最初,高尔夫球表面是光滑的。但是,高尔夫球选手注意到,随着高尔夫球越来越旧,上面就会布满划痕、坑洼和切口,而这似乎能让球飞得更远。高尔夫球手会自然而然地利用重力将高尔夫球打入球道,所以高尔夫球通常是破旧不堪的。
空气动力学家已经注意到了这个问题,并且意识到球表面的划痕和切口其实是一种紊流器,会对球体周围的空气起到干扰作用,形成边界层。在某些情况下,球体附近空气形成的湍流边界层能减少空气的阻力,让高尔夫球飞得更远。
高尔夫球
高尔夫球运动是利用不同的高尔夫球杆将高尔夫球打进球洞的一项运动项目。高尔夫球运动是一项具有特殊魅力的运动,让人们在优美的自然环境中锻炼身体、陶冶情操、修身养性、交流技巧,被誉为“时尚优雅的运动”。
高尔夫球起源于15世纪的苏格兰,早期的高尔夫球多在王公贵族中进行。随着高尔夫球具的普及发展,高尔夫运动开始向中层阶级流行。至20世纪,高尔夫球的比赛规则与制度的建立,国际性的高尔夫赛事得以广泛开展。
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大家有没有玩过高尔夫球?
高尔夫球表面坑坑洼洼可以使球飞得更高。
高尔夫球所受的空气阻力大小取决于两个因素:一是球的前后两个表面所受的压力差,二是球受到的空气摩擦力的大小。光滑球体背部与大气的分界面没有空气没入球体,这种分离结构会使球体发生旋转,减小背部的空气压力,并由此导致前部受到的压力增大,球体受到的压力差大,就渐渐放慢了速度。而粗糙的球面设计会减缓上述分离作用,使后部压力减小的过程增长,前后压力差的缩小使得空气阻力减小。所以坑坑洼洼的球会飞得更远。
因为这样能使球飞起来,产生倒旋,让球飞高
如果像乒乓球一样是很难飞起来的。
高尔夫球表面之所以设计有许多小凹坑,其目的是让高尔夫球飞得更远。一颗表面平滑的高尔夫球,经职业选手击出后,飞行距离大约只是表面有凹坑的高尔夫球的一半。
为了找出最佳发射条件,高尔夫产业的工程师和科学家对球杆和球之间的撞击进行了深入的研究。撞击通常只维持1/2000秒,它决定了球的速度、发射角以及球体的自旋速度。接着,球的飞行轨迹会受到重力以及空气动力学的影响。因此,空气动力学的最佳化设计便成为让高尔夫球飞得远的关键。
空气对于任何在其中运动的物体,包括高尔夫球,都会施加作用力。把你的手伸出行驶中的车外,可以很容易地说明这个现象。空气动力学家把这个力分成两部分:升力及阻力。阻力的作用方向与运动方向相反,而升力的作用方向则朝上。高尔夫球表面的小凹坑可以减少空气的阻力,增加球的升力。
一颗高速飞行的高尔夫球,其前方会有一高压区。空气流经球的前缘再流到后方时会与球体分离。同时,球的后方会有一个紊流尾流区,在此区域气流起伏扰动,导致后方的压力较低。尾流的范围会影响阻力的大小。通常说来,尾流范围越小,球体后方的压力就越大,空气对球的阻力就越小。小凹坑可使空气形成一层紧贴球表面的薄薄的紊流边界层,使得平滑的气流顺着球形多往后走一些,从而减小尾流的范围。因此,有凹坑的球所受的阻力大约只有平滑圆球的一半。
小凹坑也会影响高尔夫球的升力。一个表面不平滑的回旋球,会像飞机机翼般偏折气流以产生升力。球的自旋可使球下方的气压比上方高,这种不平衡可以产生往上的推力。高尔夫球的自旋大约提供了一半的升力。另外一半则是来自小凹坑,它可以提供最佳的升力。
大多数的高尔夫球有300~500个小凹坑,每个坑的平均深度约为0.025厘米。阻力及升力对凹坑的深度很敏感:即使只有0.0025厘米这么小的差异,也可以对轨迹和飞行距离造成很大的影响。小凹坑通常是圆形的,但其他的形状也可以有极佳的空气动力性能,例如某些公司生产的高尔夫球采用的是六角形。这有点仿生学的道理,就象鲨鱼皮一样其并不是光滑的,而是粗糙的!