為什麼高爾夫球表面是凹凸不平的而不是光滑的

時間 2021-09-10 09:17:12

1樓:寶元駒暨精

高爾夫球表面之所以設計有許多小凹坑,其目的是讓高爾夫球飛得更遠。統計發現,一顆表面平滑的高爾夫球,經職業選手擊出後,飛行距離大約只是表面有凹坑的高爾夫球的一半。

為了找出最佳發射條件,高爾夫產業的工程師和科學家對球杆和球之間的撞擊進行了深入的研究。撞擊通常只維持1/2000秒,它決定了球的速度、發射角以及球體的自旋速度。接著,球的飛行軌跡會受到重力以及空氣動力學的影響。

因此,空氣動力學的最佳化設計便成為讓高爾夫球飛得遠的關鍵。

空氣對於任何在其中運動的物體,包括高爾夫球,都會施加作用力。把你的手伸出行駛中的車外,可以很容易地說明這個現象。空氣動力學家把這個力分成兩部分:

升力及阻力。阻力的作用方向與運動方向相反,而升力的作用方向則朝上。高爾夫球表面的小凹坑可以減少空氣的阻力,增加球的升力。

一顆高速飛行的高爾夫球,其前方會有一高壓區。空氣流經球的前緣再流到後方時會與球體分離。同時,球的後方會有一個紊流尾流區,在此區域氣流起伏擾動,導致後方的壓力較低。

尾流的範圍會影響阻力的大小。通常說來,尾流範圍越小,球體後方的壓力就越大,空氣對球的阻力就越小。小凹坑可使空氣形成一層緊貼球表面的薄薄的紊流邊界層,使得平滑的氣流順著球形多往後走一些,從而減小尾流的範圍。

因此,有凹坑的球所受的阻力大約只有平滑圓球的一半。

小凹坑也會影響高爾夫球的升力。一個表面不平滑的迴旋球,會像飛機機翼般偏折氣流以產生升力。球的自旋可使球下方的氣壓比上方高,這種不平衡可以產生往上的推力。

高爾夫球的自旋大約提供了一半的升力。另外一半則是來自小凹坑,它可以提供最佳的升力。

大多數的高爾夫球有300~500個小凹坑,每個坑的平均深度約為0.025釐米。阻力及升力對凹坑的深度很敏感:

即使只有0.0025釐米這麼小的差異,也可以對軌跡和飛行距離造成很大的影響。小凹坑通常是圓形的,但其他的形狀也可以有極佳的空氣動力效能,例如某些公司生產的高爾夫球採用的是六角形

2樓:菅雪豆逸馨

我們把高爾夫球置於空氣中,高爾夫球也是會施加一個作用力,然後在空氣中飛行的高爾夫球就會被一層氣流給包圍了。那麼這時候其實相比圓滑的球來說與空氣容易剝離,這時候就產生了一個壓力球的前面和後面壓力差就這樣形成了,所以因壓力差導致球速下降然後落到地面,這時候球就不能飛的很遠了。那麼相比有凹洞的球,這時候空氣阻力反而大了這時候在空氣層中就不容易脫離,還容易更加的飛得遠

還有球在空氣中是有一個運動軌跡的,這個會受到自身自身重力的影響,還會受到來著空氣的阻力。在打球時這時候每個球都獲得一種向後的旋轉力,這與這些凹痕密切相關,好像在球的下方形成一個很厚的載體一樣。一顆高爾夫球被打出後會高速地飛行,這時候球可能就會掉了,這裡有一個力影響著受阻力的大小。

那麼球上的凹洞作用就是減少方向的變化,讓球飛得更遠了

高爾夫球的表面可以做成光滑的嗎?

3樓:小小水滴巨蟹

高爾夫球表面有意製造了許多的凹痕。

高爾夫球的形狀是空氣動力學研究的成果之一。這與球體繞流(即繞球體的流動)的湍流轉捩及分離流現象有關。

光滑球體繞流時,湍流轉捩發生的晚,與湍流對應的規則流動稱為層流。而層流邊界層較易發生流動分

離現象(即流線離開球的表面),球體迎面形成高壓區,背面形成較大的低壓區,產生很大的阻力(壓差阻力)。使高爾夫球飛行的距離很小。

而球體表面有凹痕時,凹痕促使湍流轉捩發生,湍流邊界層不易發生流動分離現象,從而使球體背後的低壓區小,減少了阻力。使高爾夫球飛行的距離增大。

湍流的摩阻比層流要大,但與形阻相比,起得作用很小,總的阻力還是變小了。

高爾夫球表面的小突起,也能起到促使分離的作用,但突起對流動的干擾有些難以控制,造成一些側向力(也可以叫升力)。

球體規則繞流是沒有升力的。旋轉會產生升力。合適的升阻比會使飛行距離增大。不同的旋轉方向會造成“香蕉球”的效果。

另外高爾夫規則規定高爾夫球不得被設計、製造或有意更改為具有不同於球體對稱性的球的特性。

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