Почему гольф-шары имеют крапивы

2024 Автор: Sherilyn Boyd | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 09:37

Сегодня я узнал, почему у мячей для гольфа есть ямочки.

Оказывается, несколько интуитивно противопоказано, эти ямочки значительно снижение перетащить мяч для гольфа, когда он летает по воздуху, по сравнению с гладким мячом. Мало того, но они также несколько увеличивают подъем. Эти две вещи могут привести к тому, что мяч для гольфа пройдет целых три раза дальше, чем тот же мяч без ямочек.

Ямочки на мячах для гольфа выполняют обе эти вещи, создавая турбулентность в слое воздуха вокруг мяча для гольфа, называемого пограничным слоем. Проще говоря, ямочки более или менее выкапывают воздух и направляют его внутрь к задней части мяча для гольфа. Это эффективно увеличивает чистое давление воздуха в задней части шара, что уменьшает сопротивление, уменьшая давление, оттягивающееся назад на шаре сзади. Это может уменьшить сопротивление на 50% за гладкий шар.

Более технически, поток потока воздуха на гладком шаре довольно быстро отделяется от шара, когда он проходит по поверхности мяча для гольфа, как видно на изображении справа. Это в конечном итоге максимизирует размер следа за мячом для гольфа, который максимизирует площадь более низкого давления, создавая большое сопротивление. С помощью ямочных мячей для гольфа этот поток потока остается прикрепленным к поверхности шарика намного дольше, что создает меньшую область низкого давления за мячом, тем самым значительно уменьшая сопротивление на шаре.

Ямочки также создают подъем, когда на шаре имеется значительная спина, когда она летит по воздуху. Это очень похоже на то, как швы бейсбола создают подъем, когда есть обратный шпиндель. В обоих случаях задняя ось заставляет воздух двигаться быстрее назад на вершине шара, с мячом для гольфа через ямочки и с бейсболом через швы. Это создает более низкое давление воздуха выше шара, чем ниже, что создает небольшой подъем. Аналогичный эффект можно наблюдать и с бейсболами и мячами для гольфа, когда мяч имеет определенное количество бокового спина. За исключением, в данном случае, вместо создания подъема вверх, это приведет к тому, что мяч будет хвостом в одну сторону или другую, в зависимости от направления вращения. Вот почему шары с этим боковым спином будут стремиться перемещаться в боковую дугу по воздуху.

Возможно, вы спрашиваете себя: почему бы им не помещать ямочки на самолетах, машинах и т. П., Чтобы уменьшить сопротивление? В первую очередь потому, что создание турбулентности в пограничном слое не всегда уменьшает чистое сопротивление. Это во многом зависит от формы объекта и скорости его передвижения, а также от вещей такого характера. В объекте в форме шара, где основное сопротивление создается после, это приводит к значительному уменьшению сетчатого сопротивления. В более обтекаемых объектах, таких как крыло самолета, они создают очень мало следа относительно сопротивления трения, которое они испытывают. Таким образом, ямочки не помогли бы, и, действительно, создание этой турбулентности фактически увеличило бы струящее сопротивление, которое резко увеличило бы трение кожи, не помогая значительно с менее значительным сопротивлением, вызванным разделением на волне.

Теперь, насколько автомобили идут, которые, как правило, не все, что аэродинамически, по сравнению с чем-то вроде крыла самолета, было показано, что создание ямочной поверхности может несколько снизить общее сопротивление некоторым конструкциям автомобилей. Однако разница в эффективности использования топлива довольно незначительна и пока не доказана, что она почти достаточно значительна, чтобы гарантировать жертву некоторых косметических аспектов автомобиля, а именно покрытие его ямочками.

Бонусные факты:

Большинство мячей для гольфа имеют от 350 до 500 ямок, хотя рисунок, глубина и количество значительно различаются между разными производителями.
Самые ранние мячи для гольфа были сделаны из дерева. Это продолжалось до 17-го века, когда было обнаружено, что мяч, плотно набитый перьями с наружной оболочкой из кожи, затем покрытой краской, будет двигаться дальше. Они сделают эти шары кипящими перьями, а затем помещают перья внутри кожаного мешка, пока еще горячие. Наконец они сшили сумку. Затем перья и шар медленно охлаждались, когда перья расширялись, когда они охлаждались, когда кожаный мешочек сжимался, создавая очень плотно упакованный шар. Этот мяч стал стандартным мячиком для гольфа, который использовался более двух столетий.
Так как же кто-то придумал идею создания мяча с ямочками, а не гладкой? Прежде всего, благодаря силе наблюдения, которая по-прежнему является одним из основных способов, многие производители мячей для мячей создают свои шары. Первоначально вышеупомянутый перьевой шар был заменен шаром гуттаперчи, изобретенным преподобным доктором Робертом Адамсом Патерсоном в 1848 году. Он создал этот мяч из сока Саподилла. Этот сок в конечном итоге создал что-то похожее на резиновый шар и был легко сформирован, когда он горячий. Где-то вдоль линии люди начали обнаруживать, что старые шары, которые были потрепаны, будут путешествовать дальше, чем новые шары, которые были совершенно ровными. В отличие от пернатых шаров, эти шарики гатти можно легко забить, чтобы создать желаемые текстуры поверхности. Они также были намного дешевле и долговечны, чем пернатые шары, которые нельзя было использовать в дождь или тому подобное. Эти факторы помогли шарам guttie вытеснить пернатые шары в течение нескольких лет после их изобретения.
Современный мяч для гольфа с раневым сердечником был изобретен Коберном Хаскелом в Кливленде, штат Огайо, в 1898 году. Хотя большинство этих маленьких анекдотов оказываются ложными или маловероятными, предположительно, Haskell должен был играть в гольф с управляющим BF Goodrich, Bertram Work, один день. В ожидании Работы, чтобы уйти с работы на заводе, Хаскелл играл с резиновой нитью, наматывая ее в мяч. Когда у него был хороший мяч, он решил сыграть с ним, отскочив от него. Мяч подпрыгнул невероятно хорошо с очень небольшим усилием, и когда он показал своего приятеля для гольфа, Работы, что он сделал, «Работа» предложила, чтобы Хаскелл положил на него покрытие, чтобы они могли использовать его в качестве мяча для гольфа. Эти раневые шары стали невероятно популярными и были высоко оценены только примерно за последние десять лет или около того, хотя они все еще используются многими сегодня.
Примерно в то же время был изобретен раневой шар, а затемненный дизайн стал популярным. В то время были различные узоры и текстуры, которые вы могли бы получить на мячи для гольфа, что увеличило бы время полета над гладким шаром. В конце концов, ямочный дизайн выиграл в первую очередь потому, что он, казалось, всегда шел дальше, чем другие типы текстурных мячей для гольфа.
Сегодня мячи для гольфа состоят из двух разных основных сортов, рекреационных и продвинутых. Продвинутые шары обладают гораздо большей мощностью для сжатия, но предназначены для создания большего вращения. Благодаря мощным колебаниям, например, профессиональным игрокам в гольф, это приведет к тому, что мяч будет двигаться намного дальше, чем тот же качели на рекреационном шаре. Однако со слабым колебанием, около 80 миль в час или ниже, мяч не будет перемещаться почти до того же слабого колебания на рекреационном шаре. Принципиальная разница в дизайне этих двух типов шаров заключается в том, что рекреационные шары имеют два слоя, покрытие которых намного прочнее, чем сердцевина, в то время как продвинутые шары имеют три или более слоев и довольно мягкое покрытие по сравнению с более прочными сердечниками внутри.
Только совсем недавно появилась достаточная вычислительная мощность, чтобы начать математически моделировать полет мяча для гольфа в воздухе и то, как он отличается от разных текстурных моделей и тому подобного. Даже сейчас, хотя «идеальный» образец еще не доказан, потому что проблема по-прежнему невероятно интенсивно вычислительна, требуя значительного времени даже на самых быстрых суперкомпьютерах в мире. Для справки, самым быстрым персональным компьютерам в мире сегодня потребуется около 15 лет, чтобы вычислить долю секунды шара для гольфа, пролетающего по воздуху.
Параллелизировать эти проблемы для того, чтобы их можно было использовать на суперкомпьютерах, нет ничего тривиального, хотя некоторый прогресс там был достигнут. Например, Николаос Бератлис из Университета штата Мэриленд успешно разработал алгоритмы полета в мяч для гольфа, которые могут относительно эффективно использовать несколько процессоров на мировых суперкомпьютерах. В одном из таких простых прогонов им удалось запустить одно симуляцию, которая потребовала всего 300 часов, используя 500 процессоров.
Один новый дизайн, который исходит из этих более научных методов расчета наилучшего дизайна для мяча для гольфа, - использовать многоугольные ямочки, а не круглые углубления. Это было доказано, чтобы уменьшить перетаскивание по классическим круглым углублениям.
Направление, скорость, скорость вращения и т. Д. Мяча для гольфа определяются раздельным вторым взаимодействием, которое мяч имеет с клубом, когда он поражен. Это взаимодействие обычно длится менее миллисекунды.
Самый быстрый мяч для гольфа, когда-либо попавший на поле, был поражен канадцем Джейсоном Зубаком, который сумел поразить мяч для гольфа 204 миль в час, опередив предыдущий рекорд 188 миль в час, который провел Хосе Рамон Аретио.