风如何影响开球?听听科学家怎么说
本文来自公众号:GP高尔夫人(在大风大雨中打球,是每个球手的必备战技)
作为一项户外运动,大自然中的元素在每一轮都在对球手产生影响。在高尔夫球场上,大自然会向球手设置很多困难,其中风对大多人而言可能是最大的挑战了!
尤其是多雨多风,天气容易变化的夏季,风对高尔夫球的影响更大一些!万变的风向和风速可以将你原本熟悉的球场变得“面目狰狞”,让你感到完全陌生。
你有没有想过,风为什么会影响击球呢?这一切,都可以归结于物理学!物理学中的知识,可以帮球手更清晰的认识到风的作用原理,揭示高尔夫背后的科学。工程师Dave Tutelman可以为我们解答高尔夫背后的物理知识。
首先来看一张图,这是由PING的研发测试总监埃里克·亨里克森在推特上发布的一张图,模拟了不同风速对击球的影响。
图中的元素分别表示击球距离和分散,(即球离目标线的距离),结果如下所示。
针对此图,从物理学角度,他进行了如下观察。
1. 风带来的损失比风带来的助益更多。
2. 逆风将会让球偏离轨道,顺风则会减少分散。
针对这两点,简单而言可以如下所示:
逆风为什么比顺风不利于击球距离?答案是,阻力的影响。从逻辑上讲,我们本以为阻力对风力的助益和损失是一样的,但事实并非如此。Tutelman解释道,“空气动力与速度的平方成正比”,也就是说,当与球对抗的风速增加时,阻力的影响也会增加。
此外,升力也是这个方程中的重要组成部分。“风的作用越大强大,球路失去升力的程度就越大。没有了强大的升力,球就会从空中掉下去,而且会在它达到最大的可能距离之前掉下去。”
平行元素:
“记住,升力并不只是垂直的,”Tutelman说道 “如果自转轴倾斜,那么升力就会形成一个切面。”因此,逆风时随着相对球的风速的增加,切面也将增加……顺风时随着相对于球的风速降低,切面也将减少。
垂直元素:
“风横穿球路也对球路产生了弯曲的影响,这种弯曲完全不同于由因旋转而引起的弯曲,”Tutelman说道。在逆风中,垂直分量将球推离目标线。风越强,这种力就越大,分散的范围也就越广。而顺风时,垂直分量将球推向目标线。风越强,这种力就越大,分散范围也就越小。”
根据实验,高尔夫球的初速度为60米/秒,击球角度为10度,旋转数为50转/秒。在无风时,球的飞行距离为182米;在风速为5米/秒顶风时,球的飞行距离为160米,与无风时相比,球的飞行距离减少22米;在风速为5米/秒顺风时,球的飞行距离是206米,比无风时增加24米。因风向不同,顶风与顺风球的飞行距离相差46米。
风是自然力量,难以控制,但是人具有主观能动性。大风中打球可以戴上帽子或者眼镜防护罩,可以防止头发遮挡视线;请选穿不会随风飘扬的衣物,以防其干扰运动。
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