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高尔夫球为什么是“麻子脸”?

作者:900万彩票-900万彩票官网-900万彩票app-900万彩票下载      发布时间:2020-04-03 11:05:19

  高尔夫是由荷兰文kolf音译而来,意思是“绿地和新鲜氧气中的美好生活”。高尔夫球运动起源于15世纪的苏格兰,当时的牧羊人常在草原上用赶羊的棍子击打石子,并且相互竞技比赛,后来这项娱乐活动逐渐演变成高尔夫球运动。

  高尔夫球是橡胶制成的实心球,再以一层胶皮线包裹,最外部涂有白漆。其整体为实心结构,表面布满同规格的小坑,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。我们常见的球类大多数表面都是光滑规则的,比如乒乓球、保龄球等,但是为什么高尔夫球的表面会布满小坑呢?

  科学家对球体在空中的运动状态进行过一系列测试研究:两个同等尺寸和重量的球,其中一个球的表面布满小坑,而另一个球体的表面光滑规则,将两者以同等外力和方向抛入空中,在空中高速飞行时,前者受到的空气阻力要小于后者。

  从空气动力学角度分析,可将飞行过程中高尔夫球所受到的力分成两部分:一个是与高尔夫球运动方向相反的阻力,另一个是垂直向上的升力。高尔夫球表面的小凹坑不仅可以减少空气阻力,还能增加球的升力,从而增加球在空中的飞行时间,让高尔夫球飞行地更高、更远。

  高尔夫球受到的阻力又可细分为两种,一种是球面与空气之间的摩擦力,另一种是球体前后所受的压差阻力。飞行中的高尔夫球,其表面会吸附一层层空气。第一层空气,紧贴球面,与球体同步移动;紧贴着这层空气的第二层空气,速度大于第一层空气;而第三层空气又大于第二层空气。空气间的速度逐层渐增,直至最远的一层空气速度与主气流的速度相当。第一层空气到最远的一层空气,统称为介层,这是高尔夫球与空气之间的黏滞性造成的。

  光滑的球在空中飞行时,其介层在经过球的直径区域时,便会从球面剥离,同时在球后产生面积很大的旋涡区,旋涡的气流速率很快。根据伯努利原理可知,流体速率大的区域压强小,流体速率小的区域压强大。球体前方的气体速率要低于后方,球体前方所受压力就比后面大,故而球体前后压力之差即球体所受的压差阻力相对较大。而对于表面布满小坑的球来说,空气介层可以紧贴在球体表面,通过球体的直径后到达球体后方。因此在球体后方形成的旋涡区面积较小,所以球体前后压力差较小,即球体所受的压差阻力较小。

  总的来说,有小凹坑的球体受到的压差阻力要小于光滑球体。尽管有小凹坑的球体与空气间的摩擦力稍大于光滑球,但远不及两种球体之间的压差阻力。所以综合来看,有小凹坑的球体受到的阻力小于光滑的球体。

  高尔夫球的“麻子脸”反而成就了它飞行上的优势,帮助高尔夫球在空中展现出更远更美的弧线。

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