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  • 1 # 使用者6765375850720

    為了飛行,飛機通常需要儘可能光滑的表面和呈流線型的機身,而Golf球卻恰好相反,Golf球表面大約有300 多個小坑。為什麼Golf球要設計成這樣呢?

    現今世界上流行的各種球類運動中,Golf球可謂“高齡老人”,有五六百年的歷史了。最早的Golf球是木製的,後來改用皮革縫製,裡面充以羽毛。不過這種球有一個大缺點,就是當球被打入水中或被露水沾溼時,重量變化很大。從1845

    年開始,出現了改用橡膠或塑膠壓制而成的光滑圓球,它們的優點是不會因為被水打溼而增加重量。但是接著又發現了一個大問題,就是每次擊球后,球飛行的距離大為縮短。

    原來的皮革球,雖然比較粗糙,但飛行較遠。為什麼表面光滑了,飛行距離反而縮短了呢?後來人們發現,球體表面設計可大有學問呢!

    一開始空氣被認為是沒有黏性的,或者說是沒有摩擦的。科學家把這種沒有黏性的流體稱為理想流體。按理說,在理想流體中飛行的物體應該沒有阻力。不過這和實際觀察到的現象完全不符合,物體在空氣中飛行時受到的阻力是絕對不可忽略的。最早認識到這個矛盾的是法國學者達朗貝爾,所以這個矛盾也被稱為“達朗貝爾佯謬”。對Golf球飛行距離的研究,可以說是由此開始的。

    當Golf球在空中飛行的速度較慢時,球附近的流體分子基本上是貼著球面流動的,這時球所受的阻力基本上由流體的黏性阻力組成。而當球飛行的速度較大時,在球的後面就形成了對稱的渦流,在球附近的流體分子貼著球走一段後,就脫離球面,這種現象也稱為邊界層分離。邊界層分離總是和渦流同時產生的。在渦流的中心,流體的壓力較小,若在海洋大渦流周圍的物體就會被吸進渦流中去。這在很多災難電影中都有表現。球后面是中心壓力很小的渦流,而球前面的壓力是較大的,由於這個壓力差,球就受到一個很大的阻力。一般說來,球的飛行速度越大,邊界層的分離就越早,在球的後面形成的渦流區也就越大,這種壓力所形成的阻力也越大。從根本上說,飛行的球之所以產生邊界層分離的現象也是流體有黏性的緣故。

    在光滑的球的表面,由於這種邊界層分離得早,形成的前後壓力差所構成的阻力就很大,所以Golf球在由皮革改用塑膠後,飛行距離便大大縮短了。為此人們不得不把Golf球做成“麻臉”,即表面佈滿了圓形的小坑。“麻臉”的Golf球飛行時小坑附近會產生一些小的渦流,由於Golf球表面附近的流體分子被渦流所吸引,邊界層的分離點就推後許多。因此,在Golf球后面所形成的渦流區便比光滑的球所形成的渦流區小很多,從而使得前後壓力差所形成的阻力大為減小。光滑的Golf球,一杆最多飛行數十米,而“麻臉”的Golf球一杆可以飛行200

    多米。可見Golf球“麻臉”的減阻效果是非常明顯的。

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