高尔夫球的表面为什么有坑洞 为什么高尔夫球表面要做成凹凸不平的样子,而不是光滑的?
为什么高尔夫球上有小洞?高尔夫球的直径不得小于42.67毫米..高尔夫球上有300多个洞。每个孔的平均牙龈度约为0.025 cm。事实上,高尔夫球的表面有意制造了许多凹坑。这是动态空气动力学研究的结果。这些凹坑的存在,恰恰是为了减少空气阻力,增加升力,让高尔夫球飞得更远。
为什么高尔夫球上会有凹痕?
高尔夫球不平坦的表面实际上是自然选择的结果。最早有记录的高尔夫球是由羽毛制成的。这个球的外皮是由几块真皮(马皮或者牛皮)组成的。制作时,将湿羽毛煮熟后塞入半球,然后将两个半球缝合在一起。缝好后,球皮会收缩,球会变得略小;只有经过能工巧匠的手工缝制,才能达到较好的造型,外观流畅。1848年,古塔胶出现了。被多次击打后,球的表面出现了许多划痕或斑点。人们逐渐发现,表面有划痕或不规则的小凸点或凹坑比新球更远。
大约在1900年,哈斯克尔球取代了硬橡胶球。这种新球的优点非常突出。比之前的球能飞出20米远,很好控制。对于哈斯克尔球,人们一直在做各种实验来改进它。因此,更新的球将球表面的小突起和凹坑替换为凹坑,不仅可以保持同样良好效果的空气动力学特性,而且可以更准确地击球。
后来,空气动力学专家发现,这些高尔夫球上的斑点起到了湍流发生器的作用(用于汽车和各种飞机)。在后来的发展中,高尔夫球上增加了凹凸不平的痕迹。这些不均匀标记的直接作用是在球周围的流动中引入扰动,使其不稳定,从而将其转变为湍流。湍流的特点之一是存在不规则的速度脉动,可以达到水平方向动量交换的效果。
这种湍流发生器的原理是引入扰动,诱导流动转捩,借助侧向动量补充,使边界层分离点后移,从而降低压力阻力,使球后的层流边界层变成湍流边界层,从而降低总阻力,在同等条件下飞得更远。
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为什么高尔夫球表面要做成凹凸不平的样子,而不是光滑的?
高尔夫球表面有许多凹洞,什么 这是什么功能?其实球是光滑的,没有凹洞。偶尔会发现,有凹洞的球其实比表面光滑的球飞得更远。根据数据,例如,在:,用目前的高尔夫球可以打200米远的人,用同样的方法可以打表面光滑的球,最多只能打40米。把它做成凹形的另一个原因是,旋转可以产生升力。那么,为什么有凹洞的飞得远,表面光滑的觉得空气阻力小,好像会飞得远?怎么会相反呢?把高尔夫球放在气流中一定是因为界面层薄造成的。包围。此时光滑球的空气界面层容易剥离,球后产生空气漩涡,降低了球后方的压力和球前方的压力,因此球速因压力差而降低。另一方面,对于有凹洞的球,球背后的力不容易剥离,使得球飞得很远。还有一种更长的解释是,:高尔夫球的表面设计有许多小坑,目的是让高尔夫球飞起来。统计表明,表面光滑的高尔夫球,被职业选手击打后,飞行距离只有表面凹陷的高尔夫球的一半左右。为了找出最佳的发射条件,高尔夫行业的工程师和科学家们对球杆和球之间的撞击进行了深入的研究。撞击通常只持续1/2000秒,这决定了球的速度、发射角度和旋转速度。然后,球的轨迹会受到重力和空气动力学的影响。因此,气动优化设计成为了让高尔夫飞得更远的关键。空气对任何在其中运动的物体都施加力,包括高尔夫球。把你的手伸出正在行驶的汽车,你就可以很容易地解释这种现象。空气动力学家把这个力分成两部分:升力和阻力。阻力的方向与运动的方向相反,而升力的方向是向上的。高尔夫球表面的小坑可以减少空气阻力,增加球的升力。高速飞行的高尔夫球在其前方会有一个高压区。当空气流过球的前缘,然后流回时,空气将与球分离。同时,球后会有一个紊流尾流区,气流在此产生波动和扰动,导致球后压力降低。尾流的范围会影响阻力的大小。一般来说,尾流范围越小,球体后面的压力越大,对球体的空气阻力越小。小凹坑可以使空气在接近球体表面形成一层薄的湍流边界层,使光滑的气流沿着球体往回走一点,从而减小尾流范围。所以凹球的阻力只有光滑球的一半左右。小坑也会影响高尔夫球的升力。表面不平整的旋转球会像飞机机翼一样偏转气流产生升力。球的旋转可以使球下面的气压高于上面的气压,这种不平衡可以产生向上的推力。高尔夫球的旋转提供了大约一半的升力。另一半来自一个小坑,可以提供最好的升力。大多数高尔夫球都有300 ~ 500个小坑,每个坑的平均深度约为0.025厘米。阻力和升力对坑的深度非常敏感:即使是0.0025厘米的微小差异也可能对轨迹和飞行距离产生巨大影响。小坑通常是圆形的,但其他形状也可以有很好的空气动力学性能。比如有些公司生产的高尔夫球是六边形的。
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