高球上的小凹槽有何作用?
如果你曾把弄过高尔夫球,你一定会发现高尔夫球上布满小凹槽。你知道这些小凹槽有什么作用吗?
其实,这些小凹槽可以减少空气的阻力及提供升力,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布满凹槽的球的一半。
球的飞行轨迹会受到重力(球本身的重量)以及空气阻力的影响。因此,如何减低空气阻力便成为关键。
空气对于任何在其中运动的物体(例如高尔夫球)都会施力;试把你的手伸出摇动,你就感觉到空气的阻力。空气动力学家 (研究空气流动的科学家) 把空气对运动中的物体的施力分成两部份:升力及曳力。曳力的作用方向与运动方向相反,而升力的作用方向则朝上垂直于运动方向。
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;尾流的范围会影响曳力的大小。小凹洞可使空气形成一层紧贴球表的薄紊流边界层,使得平滑的气流顺著球形多往后走一些,而减小尾流的范围,因此有凹洞的球所受的曳力约只有平滑圆球的一半。
小贴士:
当球旋转时,会像飞机机翼般偏折气流以产生升力,而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洞,它可以提供最佳的升力。魏孝威
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