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

Почему у слонов такие большие уши? Дело не только в слухе, но и в физике тепла

Африканский слон обладает самыми большими ушами среди всех ныне живущих животных. Их длина может достигать двух метров, а ширина — более полутора. В совокупности эти органы составляют до...

Как найти жизнь, не зная, как она выглядит? Новый метод определяет биологическое происхождение с точностью 87%

В ближайшее десятилетие человечество ожидает доставку образцов грунта с Марса и его спутников на Землю. Миссии Mars Sample Return (NASA/ESA) и Martian Moons eXploration (JAXA) призваны ответить на...

Птичья акробатика: как гуси летают вверх ногами, и правда ли это на самом деле

История о гусях, которые якобы способны летать вверх ногами, время от времени всплывает в разговорах, социальных сетях и даже в «познавательных» подборках. Кто-то уверяет, что видел это...

Как настроить бесконтактную оплату через NFC с помощью смарт-часов Huawei: инструкция для России

Многие пользователи смарт-часов не раз задавались вопросом, как настроить оплату банковской картой с помощью встроенного NFC-датчика. Ранее такую возможность можно было реализовать через кошелёк...

Учует то, что невидно, но имеет запах: обзор бытового газоанализатора Fnirsi GD-02

В этом обзоре я расскажу о бытовом газовом анализаторе, который способен помочь выявить утечку газа в доме или автомобиле. Важно понимать, что данный прибор не является профессиональным...

Можно ли спортзал заменить разговорами и сколько физической активности мы получаем, когда говорим

Говорить — это повседневное действие, которое кажется совершенно обыденным и не требующим каких-либо усилий. Однако наша речь задействует множество мышц (вокальные связки, диафрагму,...