現(xiàn)在出售的高爾夫球,,其表面大約有250-450個(gè)“小酒窩”,,最高紀(jì)錄是在一個(gè)球上有1070個(gè)小酒窩,。
任教于浙江大學(xué)38年的毛根海教授,,其在所著的書《奇妙的流體運(yùn)動(dòng)科學(xué)》一書中,有這么一個(gè)數(shù)據(jù):
同等條件下,,布滿小酒窩的高爾夫球,,它在飛行中所受到的阻力只有光滑球的一半,而飛行距離是光滑球的5倍,。
問題來了,,為什么粗糙球比光滑球飛得更遠(yuǎn)?原因很簡(jiǎn)單,,先來看一個(gè)例子,。
1968年,,阿波羅8號(hào)飛船返回地球大氣層時(shí)示意圖(圖片來自NASA)
如上圖,,飛船在返回地球大氣層時(shí),由于速度極高,,飛船前方與大氣劇烈沖撞,,壓力極高,反過來呢,,后方的空間,,壓力很小,這是因?yàn)轱w船高速下落時(shí)會(huì)排開空氣,,后方空氣少了,,壓力當(dāng)然就小了。而后方壓力小會(huì)產(chǎn)生一種抽吸的力,。
物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí),,前后壓力差所帶來的阻力就叫做“形狀阻力”,。
現(xiàn)代核潛艇為什么全使用“水滴型”外形?這也是為了減少形狀阻力,。
在《核潛艇在哪兒跑得更快,?深海還是水面?很多人之前都錯(cuò)了》一文中,,我們探討了潛艇多使用“水滴型”外形的成因,。
如上圖,,頂部的垂直豎版,,其形體阻力最大,原因是其后方的“低壓區(qū)”面積最大,,第二個(gè)球體的低壓區(qū)有所減少,,直至底部的水滴型,其形狀阻力最小,。
也就是說,,相同條件下,要想減少阻力,,一個(gè)最有效的是:想辦法減少其后方的低壓區(qū)面積,。
但高爾夫球總不能像核潛艇一樣,也做成水滴型,,怎么辦,?通過流體力學(xué)實(shí)驗(yàn),人們發(fā)現(xiàn),,光滑的與布滿小酒窩的球相比,,后者產(chǎn)生的低壓區(qū)面積更少。
圖片來自航空航天工程師Jeffrey A。 Scott,。