科普：为什么高尔夫球上的小坑会让球飞的更远？

秋林Ric · 发表于 2019-3-29 00:00:00

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编辑 | Bella

你有没有细心留意过自己的高尔夫球呢？
如果耐心地数一数，我们会发现高尔夫球上有300 多个凹洞。每个洞的平均深度约为0.025 厘米。事实上，高尔夫球表面有意制造了许多凹洞，这是动力空气学研究的成果。这些凹洞的存在，正是为了减少空气的阻力，并增加球的升力，从而让高尔夫球飞得更远。

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一般地，旋转的高尔夫球在行进过程中会让所经过的空气改变它的方向，从而使高尔夫球获得升力，而先前的向后的旋转力（backspin）是由于倾斜的球杆给他的（如图所示）。影响升力大小的因素有物体的形状，表面的质地，物体的旋转，球的飞行轨迹对于空气的方向差角。高尔夫球上的小坑（dimples）作为一个影响升力的因子（质地），进而改变了阻力，使得球飞得更远。

球的飞行轨迹不仅受到自身重力的影响，还会受到来着空气的阻力。因此，如何减低空气阻力便成为关键。高尔夫球手在击球时，每个球都获得一种向后的旋转力，这与这些凹痕密切相关，好像在球的下方形成一个厚的气枕一样。

一颗高尔夫球被打出后会高速地飞行，其前方会有一高压区。空气流经球的前缘再流到后方时会与球体分离。同时，空气在球的后方会形成一股扰动的尾流，它影响着阻力的大小。球上的凹洞可以减少气流方向的变化，使后方的气流更平滑，从而减小尾流的范围。由此大概能减少20% 的阻力。此外，在球的回旋过程中，一个带有凹洞的球会通过偏折气流从而获得近一倍的升力。

凹洞减少了飞行中的阻力，又提供了额外的升力，因此带来更良好的空气动力性能。球于是可以飞得更远、更高也更准。另外，高尔夫规则也有规定，高尔夫球的形状不能被随意更改。

今天的标准高尔夫球虽然品牌各异，但均采用表面凹痕型。如果是一颗表面平滑的高尔夫球，经职业选手击出后，飞行距离远远少于表面布满凹槽的球。有人就试过，打光滑的球只能飞65米远，而有凹痕的球可打出275米远。

选择高尔夫球通常会考虑它的距离和操控性。操控性好的球为三层或四层结构，氨基甲酸酯外壳，短杆进攻果岭时能产生更多的倒旋。例如Titlelist、Callyway以及Sagar高尔夫球等都可以有很好的击打效果。而飞行距离远的球一般为双层球，但它们在果岭区域的控制性稍差。
如果你一味追求开球的距离，或经常需要在果岭周边长距离切滚球，就选择能带来远距离的球。如果你不介意多花点钱买更柔软一些的球，让它能在果岭周边击球时产生更多的倒旋，同时保证距离，那就选择操控性好的球。

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