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高尔夫球的表面为什么是凹凸不平的?

2022-6-6 22:49| 发布者: 甜宝贝| 查看: 45| 评论: 0|来自: 成都巴适关注

摘要: 高尔夫球的表面为什么是凹凸不平的?;其实最早的时候,高尔夫球的表面是光滑的,后来在击打的过程中人们意外发现小球使用的时间越久越破,反倒飞的越远。这就有些反直觉了,难道 ...
      高尔夫球的表面为什么是凹凸不平的?‌‌其实最早的时候,高尔夫球的表面是光滑的,‌‌后来在击打的过程中人们意外发现小球使用的时间越久越破,反倒飞的越远。这就有些反直觉了,难道不是光滑的小球受到的空气阻力更少吗?‌‌小球在空中飞行时主要受两个阻力的影响,‌‌他们分别是黏性阻力和外形阻力。‌我们可以把黏性阻力想象成摩擦力及气流与物体表面发生摩擦产生的阻力,而外形阻力又叫“压差阻力”。

      我们可以通过一个简单的例子来了解一下,‌‌当飞船冲入大气层急速下坠时,它的前方会排开气体,处于一种高温高压的环境中,而后方则因为大气来不及补充,处于一种低压环境中。‌‌假设飞船前方是100个大气压,后方是一个大气压,那么就相当于有99个大气压在阻碍它的下坠。这对飞船的降落来说是件好事,因为可以减缓速度,‌‌但是对于极速飞行的球体来说就是一个巨大的障碍了。‌‌假设高尔夫球的表面是光滑的,那么观察他周围的气流走向就会发现,在一开始气体会乖乖地沿着球体表面流动,形成一个叫“边界层”的东西,‌‌受黏性阻力的影响,流体的动能会逐渐降低。

      当它的速度不足以抵抗逆压梯度时,就会离开球体表面出现边界层分离,‌‌这时球体的后方就产生了低压区,进而形成了“压差阻力”,并且这个阻力要远大于黏性阻力,那有没有办法降低它呢?很多时候球打的多了方法自然也就来了,就像开头说的,人们发现粗糙的球能飞得更远,在悉心研究后坑坑洼洼的高尔夫球也诞生了,‌‌那么这一个个小酒窝是如何解决问题的呢?‌‌他们可以让空气紧贴球面流动,形成一个个小窝,将“层流边界层”转化为“湍流边界层”,使气体能够延伸到更靠后的地方再与球体分离,‌‌也可以理解为这样的设计将影响较大的“压差阻力”转化为了影响较小的“粘性阻力”。

‌‌      而高尔夫球的特别之处不仅在于表面,它也非常的有内涵。‌‌从中间切开就会发现高尔夫球是一个实心球,几层不同的橡胶材料直接决定了球体的弹性和耐打程度,‌‌那么在球杆击打小球的瞬间产生的冲击力会有多大呢?以‌‌一颗标准的重45.93克的高尔夫球为例,选用英国公开赛冠军莫利纳利的数据,球速约为167.1英里每小时,‌‌换算下来约为74.7米每秒,‌‌小球受到的瞬间冲击力相当于七十多个大西瓜的重量,‌‌因此在高速摄像机下可以观察到明显变形的高尔夫球。‌不过纵使承受如此大的打击,高尔夫球也坚持了下来,甚至用压路机碾过,还能毫发无损。‌


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