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高尔夫球的多个小秘密,高尔夫球为什么要做成

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高尔夫球的多个小秘密,高尔夫球为什么要做成

原标题:高尔夫球为何要做成凹凸不平? 物理知识用在了这里

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高尔夫球的历史

球类给人的印象都是光滑的,比如兵乓球、足球等等,但是高尔夫球为何要做成凹凸不平的呢?今天专门来说下这个话题。

这颗小白球对广大球友来说可谓再熟悉不过了,但有关它的这3个问题,却不一定每个人都能答出来。

高尔夫球史:5、6百年的历史。

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高尔夫球的使用寿命是多久?

高尔夫球的原型:

根据统计发现,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。那这到底是什么原因导致的呢?

事实上,高尔夫球的使用寿命可能比很多人想象的要长很多。一篇文章称,现代高尔夫球的内核至少可以承受100次125英里/ 小时的击打。这相当于你下7次18洞,并且每次都用超过巴巴·沃森的力量去开球,才有可能对内核造成破坏。

中国的捶丸。起于宋,盛于元、明,清朝就渐渐没落。

高尔夫球上有300多个凹洞,每个洞的平均深度约为0.025厘米。事实上,高尔夫球表面有意制造了许多凹洞,这是动力空气学研究的成果。这些凹洞的存在,正是为了减少空气的阻力,并增加球的升力,从而让高尔夫球飞得更远。

当然,在这之前球的外壳已经出现了明显的磨损或毁坏,外壳上一处严重的磨损将使你损失6码的距离。大多数球员可以用一个球下场两到三次,直到球的表面出现严重磨损,或者球上的印记被磨掉。

高尔夫球材料:

球的飞行轨迹不仅受到自身重力的影响,还会受到来着空气的阻力。因此,如何减低空气阻力便成为关键。高尔夫球手在击球时,每个球都获得一种向后的旋转力,这与这些凹痕密切相关,好像在球的下方形成一个厚的气枕一样。一颗高尔夫球被打出后会高速地飞行,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,空气在球的后方会形成一股扰动的尾流,它影响着阻力的大小。球上的凹洞可以减少气流方向的变化,使后方的气流更平滑,从而减小尾流的范围。由此大概能减少20%的阻力。此外,在球的回旋过程中,一个带有凹洞的球会通过偏折气流从而获得近一倍的升力。

高尔夫球的表面为什么不是光滑的?

最早是用木制的,传到西方改用皮革内充以羽毛来缝制。(当球被打入水中、或被露水粘湿时,重量变化很大)

凹洞减少了飞行中的阻力,又提供了额外的升力,因此带来更良好的空气动力性能。球于是可以飞得更远、更高也更准。另外,高尔夫规则也有规定,高尔夫球的形状不能被随意更改。

高尔夫球表面有意制造了许多凹洞,这是动力空气学研究的成果。凹洞的存在是为了减少空气的阻力,并增加球的升力,从而让高尔夫球飞得更远。

1845年开始改用橡胶或塑胶压制而成的光滑圆球。(不会因为被水湿了而大大加重,但是球飞行的距离大为缩短)

今天的标准高尔夫球虽然品牌各异,但均采用表面凹痕型。如果是一颗表面平滑的高尔夫球,经职业选手击出后,飞行距离远远少于表面布满凹槽的球。有人就试过,打光滑的球只能飞65米远,而有凹痕的球可打出275米远。

球的飞行不仅受到自身重力的影响,还会受到来着空气的阻力。因此,如何减低空气阻力成为关键。一颗高尔夫球被击出后高速飞行,空气在球的后方形成一股扰动的尾流,它影响着阻力的大小。球上的凹洞可以减少气流方向的变化,使后方的气流更平滑,由此减少20% 的阻力。

原因:

空气对于任何在运动的物体,都会受到两个空气动力学中所谓的升力及阻力。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。

另外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,好像在球的下方形成一个厚的气枕一样。在球的自旋过程中,一个带有凹洞的球可以提升近一倍的升力。

空气和运动物体相互作用时,会产生阻力。

而物体在空气中运动时,主要受到两种阻力:一种是物体表面与气流的摩擦力;另一种是物体前面与后面所受气压之差所形成的压差阻力。在物体运动速度较快时,后者会占全部阻力的大部分。

凹洞减少了20%的阻力,又提供了一倍的升力,因此带来更良好的空气动力性能。一颗表面平滑的高尔夫球,经职业选手击出后,飞行距离远远少于表面布满凹槽的球。打光滑的球只能飞65米远,而有凹痕的球可飞出275米远。

摩擦阻力:由于空气具有粘滞性,球在附着在表面的空气分子会依次带动相邻层面的空气分子前进,这个“边界层”中空气分子的内摩擦产生“摩擦阻力”。

高尔夫球快速飞行的时候,在球的后面形成了对称的漩涡,在球附近的流体分子贴着球走一段后,就脱离球面,这种现象也被称为边界层分离。高尔夫球后面是中心压力很小的漩涡,而球前面的压力比较大,由于这个压力差,球就受到一个相对较大的阻力。

高尔夫球里面长什么样?

低速飞行时,球附近的流体分子基本贴着球面流动的,这时球所受的阻力基本上是由流体的黏性阻力组成。

一般来说,球的飞行速度越大,边界层的分离就越早,在球的后面形成的漩涡区也就越大,这种压差所形成的阻力也越大。光滑的球由于这种边界层分离得早,形成的前后压差阻力就很大,飞行距离就大大缩短了。

高尔夫外表看起来大同小异,但里面却千差万别。摄影师James Friedman收集了很多高尔夫球。一天他突发奇想,切开了其中一个球,里面的内部图案让他震惊了,接着他又切开了第二个球,第三个球,最终他切开了20颗球。他用镜头记录下高尔夫球剖面与众不同的美,产生了下面这组叫做“Interior Design(内在美)”的图集。Friedman说,这些优美动人的色彩出现在了看似最不可能出现的地方。

高速飞行时:球后面形成了对称的漩涡,在球附近的流体分子贴着球走一段后,脱离球面,称为边界层分离。边界层分离总是和漩涡同时产生的。在漩涡的中心流体的压力是小的,游泳时如果游到漩涡边上,由于漩涡中心的压力小,人会被吸进漩涡中去,十分危险。球后面是中心压力很小的漩涡,而球前面的压力是较大的,由于这个压力差,球就受一个很大的阻力,即压差阻力。

而当高尔夫球有了小凹坑,飞行时小凹坑附近产生了一些小的漩涡,由于这些小漩涡的吸力,高尔夫球表面附近的流体分子被漩涡吸引,边界层的分离点就推后许多。这时,在高尔夫球后面所形成的大漩涡区便比光滑的球所形成的漩涡区小得多,从而使得前后压差所形成的阻力大为减小。

这些抽象的色彩和纹理,有些像是生物课上显微镜下的画面,有些又像是浩瀚宇宙中的星球。

改进后:高尔夫球表面布满了圆形的小坑。

此外,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。返回搜狐,查看更多

小坑的作用:

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飞行时小坑附近产生一些小的漩涡,由于这些小漩涡的吸力,高尔夫球表面附近的流体分子被漩涡吸引,边界层的分离点就推后许多。高尔夫球后面所形成的大漩涡区便比光滑的球所形成的漩涡区小很多,从而使得前后压差所形成的阻力大大减小。

飞行数据:光滑的高尔夫球,一杆子最多飞行数十米,麻脸的高尔夫球一杆子可以飞行二百多米。

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