Инженерная логика выемок на гольф-мяче и её эффект в игре

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Статья | Оффтопик

Гольф — это не только точность и техника удара, но и хитроумная физика, скрытая в дизайне каждого элемента, особенно в, казалось бы, простом объекте — мячике. Многие замечали: поверхность гольф-шара покрыта характерными выемками, называемыми лунками или ямками. Зачем они нужны и какую роль играют в полёте?

Гольф
Автор: YandexART Источник: ya.ru

Физика полёта: что мешает шару лететь далеко?

Когда любой объект движется по воздуху, он сталкивается с аэродинамическим сопротивлением. Это сопротивление можно условно разделить на два типа:

  1. Лобовое сопротивление (давление воздуха спереди)
  2. Сопротивление трения (взаимодействие с поверхностью объекта)

Для гладкого шара основным тормозящим фактором становится лобовое сопротивление, особенно из-за образования турбулентного «хвоста» позади него — области низкого давления, втягивающей шар назад.

Почему гладкий шар — плохой выбор?

Если взять абсолютно гладкий шар и ударить его, он пролетит гораздо меньшее расстояние, чем шар с выемками. Причина — в структуре воздушного потока вокруг шара. При движении в воздухе гладкий шар вызывает раннее отделение ламинарного потока — упорядоченного слоя воздуха — от его поверхности. Это происходит потому, что ламинарный поток нестабилен и плохо приспособлен к обтеканию закруглённых тел на высокой скорости.

В результате за шаром формируется обширная зона разрежения и турбулентности, то есть область, где давление резко падает. Такая зона создает значительное лобовое сопротивление, тянущее шар назад. Чем больше эта область, тем выше сопротивление и тем короче траектория полёта. Кроме того, отсутствие поверхностных возмущений не позволяет потоку «прилипнуть» к шару, что ещё сильнее усугубляет эффект.

Практически это означает, что гладкий шар теряет кинетическую энергию быстрее, чем мяч с выемками, поскольку он вынужден «проталкиваться» сквозь зону низкого давления позади себя, словно затягиваемый в обратную сторону.

Научные цифры

  • Гладкий шар может пролететь примерно 130 метров при стандартном ударе.
  • Шар с выемками — более 250 метров, практически в два раза дальше.
  • Количество выемок варьируется: обычно от 300 до 500, наиболее часто — 336.
Мяч для гольфа
Автор: tyler hendy Источник: www.pexels.com

Дополнительный эффект: подъёмная сила

Выемки также усиливают так называемый эффект Магнуса. При вращении шара (а он всегда вращается после удара), на его поверхности возникает разность скоростей воздушного потока: с одной стороны поток ускоряется, с другой — замедляется. Это вызывает разницу давлений, и шар начинает отклоняться в сторону более медленного потока. В случае гольфа это отклонение направлено вверх, что и создаёт подъёмную силу.

На практике это значит, что шар не только летит дальше, но и описывает плавную, устойчивую дугу, оставаясь в воздухе дольше. Без выемок поток бы раньше отделялся от поверхности, подъёмная сила была бы слабее, и траектория получалась бы более «плоской» и менее предсказуемой.

Заключение

Выемки на гольф-мяче — это не элемент дизайна или маркетинга, а результат точного научного расчёта и инженерной логики. Они уменьшают аэродинамическое сопротивление, увеличивают дальность и стабильность полёта, а также усиливают подъёмную силу за счёт вращения. Это наглядный пример того, как незаметная микроструктура может радикально изменить поведение объекта в макромасштабе — и как физика помогает спорту достигать новых высот.

Изображение в превью:
Автор: YandexART
Источник: ya.ru
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Сколько стоит жизнь? Физики впервые рассчитали скрытую цену клеточного метаболизма

Биологическая жизнь — это, по сути, непрерывная борьба с вероятностями. В любой сложной химической смеси, которой является живая клетка, существуют тысячи потенциальных сценариев...

RFID-защита: что это такое, для чего она нужна и где может применяться

Технология RFID уже перестала быть чем-то узкоспециализированным и незаметным. Она окружает нас повсюду — в банковских картах, пропусках, проездных, биометрических паспортах, электронных...

Жизни на Европе, скорее всего, нет: отсутствие землетрясений делает океан спутника стерильным

Спутник Юпитера Европа в современных программах по поиску внеземной жизни рассматривается в первую очередь. Основанием для научного интереса служит наличие подтвержденного глобального подледного...

Хиральные молекулы теперь проще синтезировать: химики обошли запрет Вудворда — Хоффмана

В органической химии есть свои заповеди — правила Вудворда — Хоффмана. Они диктуют, какие молекулярные превращения разрешены природой, а какие — нет. Но группа...

Самая холодная выставка Третьяковки, или как побывать в Арктике, не покидая Москвы

В Третьяковской галерее (здание на Кадашёвской) показывают Арктику. Причем, даже оформлена выставка «Арктика. Плюс цвета» соответствующе: холодные тона, стены-глыбы льда, отражающие Северное...

Мощный беспроводной пылесос Dreame R20: обзор и оценка силы всасывания

Выбрал себе такой пылесос и не пожалел — это мощная модель для ежедневной уборки, с множеством насадок в комплекте и высоким значением силы всасывания. Беспроводной пылесос Dreame...