高尔夫球上为什么有小洞?
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。高尔夫球运动是利用不同的高尔夫球杆(club)将高尔夫球打进球洞(hole)的一项运动项目。高尔夫球运动是一项具有特殊魅力的运动,让人们在优美的自然环境中锻炼身体、陶冶情操、修身养性、交流技巧,被誉为“时尚优雅的运动”。高尔夫球起源于15世纪的苏格兰,早期的高尔夫球多在王公贵族中进行。随着高尔夫球具的普及发展,高尔夫运动开始向中层阶级流行。至20世纪,高尔夫球的比赛规则与制度的建立,国际性的高尔夫赛事得以广泛开展。项目历史首先,从历史文献看,最早有关高尔夫的记载出现在1457年。由于士兵狂热地迷恋高尔夫球运动而影响日常训练,当时的苏格兰国王詹姆斯二世曾让议会颁布法令严禁高尔夫球运动。其次,高尔夫球运动的名称也是来源于苏格兰语“Gouf”,为“击、打”之意。现在建造的高尔夫球场也多仿照苏格兰特有的海滨沙地,既要求有排水良好、生长优质的草坪,又要求有一定的起伏造型。
问一下,高尔夫球场那么大,球洞那么小,怎么可能打进啊
高尔夫是一项策略性运动,每次击球都需要对地形、坡度、障碍、草的长度、风向等等因素作综合考虑,来推算挥杆的力度和高度等,球手还会考虑这个洞的球道策略,提前就计划好每一杆要把球放在什么位置上,依次选用哪种球杆。高尔夫球手在挥杆时,杆速可以超过100mph,球速能够达到140mph,一杆挥出去最远能达到两百多米的距离,这会让你有一种非常豁达的感觉,可以减轻我们生活和工作中的压力。高尔夫球场高尔夫球场的主要规格有9洞和18洞等,正规18洞球场划分为18个大小不一、形状各异的场地,每块场地均由发球台(开球台)、球道、果岭、球洞、长草、沙坑、水池等障碍组成。标准球场的总长为5943~6400m,宽度不定,球场四周有界线,关键地段设有界桩。
为什么高尔夫球表面布满了小坑?这样设计有什么好处?
在高尔夫球上做出很多凹坑,当高尔夫球上在空气中高速运动时,表面的凹坑就会扰动附近的空气,在球的前半部也形成涡流,就减小了前后的压强差,也就减小了压差阻力。与光滑的球比较,有凹坑的球在空气中运动时,固然是增大了摩擦阻力,但却大大减小了压差阻力,综合考虑,有凹坑的球受到的阻力要小得多,更利于球的飞行。 高尔夫球在空气中高速运动时,除受到空气的摩擦阻力外,更主要的是还要受到一个压差阻力。高尔夫球穿过空气,相当于空气分别从高尔夫球周围绕过,同时高尔夫带动其表面粘附的空气运动。当达到一定速度时,空气就出现混乱运动,在球的后半部出现速度很大的涡流。而在高尔夫球的前端空气在分离时,有一个静止的空气区。根据伯努利原理,流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。这样,高尔夫球前端的空气压强大于后部压强,两侧形成一个压强差。于是,产生向后的压力差,就是压差阻力。并且,这个压力差很大,对高尔夫球的影响较明显。高尔夫球上的凹坑高尔夫球上有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。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,如何降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。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。
高尔夫球表面为什么是凹凸不平的?
通常,人们会认为,球越圆表面越光滑,与空气的摩擦力就会越小,那么在相同的力的作用下,理所应当表面越光滑的球会飞得越远。但事实上并不是这样,科学家们的研究表明,在同样的条件和同样的力的作用下,表面粗糙的高尔夫球在飞行中所受到的阻力只有表面光滑的高尔夫球的一半,飞行的距离甚至可以达到表面光滑的球的5倍。这个现象的背后蕴含着这样一个物理学原理。
物体在空气中运动时主要受到两种作用力,一种是我们都知道的物体表面与气流产生的摩擦阻力,一种是物体前端与后端所受气压差的压差阻力。形象地说,例如飞船在返回大气层时,由于速度非常快,飞船的前端与大气剧烈冲撞摩擦,产生巨大的压力;而飞船后方的空气被排挤开,根据气体压强的原理,后方的压力减小,产生方向向后的压力差,这种力就是压差阻力。高尔夫球球面的小坑的作用就是将表层空气紧紧贴合在球面,使得后方回旋空气阻力变小,能令高尔夫球飞得更远更快。
此外这里面还涉及一定的流体力学知识。我们把液体和气体统称为流体。在物体或飞行器在空气中飞行的过程中,物体周围的空气会形成一层薄薄的特殊空间环境,这个特殊的空间环境被称为流场。流场中会形成两种流体的流动方式即湍流和层流。在空气中飞行的物体由混乱的湍流转变为平稳的层流状态的临界点受物体表面的粗糙程度的影响很大,高尔夫球表面的小坑可以增大其粗糙程度,使其在高速飞行时减少摇晃和下坠的情况,这样高尔夫球就可以飞得更远啦。
为什么高尔夫球表面凹凸不平?
高尔夫球表面之所以设计有许多小凹坑,其目的是让高尔夫球飞得更远。统计发现,一颗表面平滑的高尔夫球,经职业选手击出后,飞行距离大约只是表面有凹坑的高尔夫球的一半。
球类给人的印象都是光滑的,比如兵乓球、足球等等,但是高尔夫球为何要做成凹凸不平的呢?
根据统计发现,一颗表面平滑的高尔夫球,经职业选手击出后,飞行距离大约只是表面有凹坑的高尔夫球的一半。这到底是为什么呢?
高尔夫球的形状是空气动力学研究的成果之一。空气对于任何在运动的物体,都会受到两个空气动力学中所谓的升力及阻力。阻力的作用方向与运动方向相反,而升力的作用方向则朝上。
而物体在空气中运动时,主要受到两种阻力:一种是物体表面与气流的摩擦力;另一种是物体前面与后面所受气压之差所形成的压差阻力。在物体运动速度较快时,后者会占全部阻力的大部分。
高尔夫球快速飞行的时候,在球的后面形成了对称的漩涡,在球附近的流体分子贴着球走一段后,就脱离球面,这种现象也被称为边界层分离。高尔夫球后面是中心压力很小的漩涡,而球前面的压力比较大,由于这个压力差,球就受到一个相对较大的阻力。
一般来说,球的飞行速度越大,边界层的分离就越早,在球的后面形成的漩涡区也就越大,这种压差所形成的阻力也越大。光滑的球由于这种边界层分离得早,形成的前后压差阻力就很大,飞行距离就大大缩短了。
而当高尔夫球有了小凹坑,飞行时小凹坑附近产生了一些小的漩涡,由于这些小漩涡的吸力,高尔夫球表面附近的流体分子被漩涡吸引,边界层的分离点就推后许多。这时,在高尔夫球后面所形成的大漩涡区便比光滑的球所形成的漩涡区小得多,从而使得前后压差所形成的阻力大为减小。
此外,小凹坑也会影响高尔夫球的升力。一个表面不平滑的回旋球,会像飞机机翼般偏折气流以产生升力。球的自旋可使球下方的气压比上方高,这种不平衡可以产生往上的推力。