Dlaczego Piłki Golfowe mają Dimples

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 09:39

Okazuje się, nieco sprzeczne intuicyjnie, te dołeczki znacząco zmniejszać opór na piłce golfowej, gdy leci w powietrzu, w porównaniu do gładkiej piłki. Nie tylko to, ale także nieco zwiększają windę. Te dwie rzeczy razem mogą sprawić, że piłka golfowa będzie trzy razy większa od tej samej piłki bez dołków.

Wgłębienia na piłkach golfowych osiągają obie te rzeczy, tworząc turbulencje w warstwie powietrza wokół piłki golfowej, zwanej warstwą graniczną. Mówiąc prosto, wgłębienia w mniejszym lub większym stopniu zbierają powietrze i kierują je do wewnątrz w kierunku piłki golfowej. Skutecznie zwiększa to ciśnienie powietrza w tylnej części kuli, co zmniejsza opór, zmniejszając nacisk odciągany z tyłu na kulę. Może to zmniejszyć opór nawet o 50% w stosunku do gładkiej piłki.

Wgłębienia tworzą również siłę nośną, gdy na kuli występuje znaczny zwrotny zwrot, gdy leci on w powietrzu. Jest to bardzo podobne do tego, w jaki sposób szwy w baseballu tworzą podnośnik, gdy istnieje backspin. W obu przypadkach backspin powoduje, że powietrze przemieszcza się szybciej w tył na górze piłki, z piłką golfową przez wgłębienia i baseballem przez szwy. Powoduje to wytworzenie niższego ciśnienia powietrza nad piłką niż poniżej, co powoduje niewielką siłę nośną. Podobny efekt można zaobserwować również w przypadku piłek do baseballa i piłek golfowych, gdy piłka ma pewną ilość bocznego spinu. Z wyjątkiem tego, w tym przypadku, zamiast tworzyć podnieś w górę, spowoduje to, że piłka zacznie się obracać na jedną lub drugą stronę, w zależności od kierunku obrotu. Dlatego kulki z tym spinem bocznym mają tendencję do podróżowania w bocznym łuku w powietrzu.

Teraz, jeśli chodzi o samochody, które nie mają kształtu aerodynamicznego, w porównaniu z czymś podobnym do skrzydła samolotu, wykazano, że tworzenie wklęsłej powierzchni może nieco zmniejszyć ogólną przyczepność niektórych projektów samochodów. Różnica w zużyciu paliwa jest jednak dość marginalna i do tej pory nie wykazano, że jest na tyle znacząca, aby zagwarantować poświęcenie pewnych kosmetycznych aspektów samochodu, a mianowicie pokryć go wgłębieniami.

Dodatkowe fakty:

• Większość piłek golfowych ma od 350 do 500 wgłębień, chociaż ich wzór, głębokość i liczba różnią się znacznie w zależności od producenta.
• Najwcześniejsze piłeczki golfowe zostały wykonane z drewna. Trwało to do około 17 wieku, kiedy odkryto, że kula, która była szczelnie napchana piórami ze skórzaną powłoką zewnętrzną, a następnie pokryta farbą, podróżowałaby dalej. Wytwarzają te kulki za pomocą gotujących się piór, a następnie umieszczają pióra wewnątrz skórzanej torebki, gdy są jeszcze gorące. Wreszcie uszyli sakiewkę. Pióra i piłka będą wtedy powoli chłodzić, gdy pióra będą się rozszerzać podczas chłodzenia, podczas gdy skórzana torebka kurczy się, tworząc bardzo ciasno upakowaną piłkę. Ta piłka stała się standardową piłką golfową używaną przez ponad dwa stulecia.
• Więc w jaki sposób ktoś wymyślił pomysł stworzenia kulki z wgłębieniami zamiast gładkiej? Przede wszystkim dzięki sile obserwacji, która wciąż jest jednym z głównych sposobów, w jakie producenci piłek golfowych tworzą swoje projekty piłek. Oryginalnie powyższa kulka z piór została zastąpiona piłką gutaperkową, wynalezioną przez ks. Dr. Adamsa Patersona w 1848 roku. Stworzył tę piłkę z soku z drzewa Sapodilla. Ten sok skończył się tworząc coś podobnego do gumowej kulki i był łatwo kształtowany, gdy był gorący. Gdzieś po drodze ludzie zaczęli odkrywać, że stare kulki, które zostały zdarte, będą podróżować dalej niż nowe piłki, które są idealnie gładkie. W przeciwieństwie do piłek z piór, te kulki guttie można łatwo wbić w celu uzyskania pożądanej tekstury powierzchni. Były również dużo tańsze i trwalsze niż pióra z piór, których nie można było używać w deszczu i tym podobnych. Czynniki te pomogły kulkom guttie zastąpić pierzaste kulki w ciągu kilku lat od ich wynalazku.
• Nowoczesna piłeczka golfowa z rdzeniem rany została wynaleziona przez Coburn Haskell w Cleveland, Ohio w 1898 r. Podczas gdy większość tych małych anegdot okazała się nieprawdziwa lub jest mało prawdopodobna, Haskell miał rzekomo grać w golfa z kuratorem BF Goodrich, Bertram Work, któregoś dnia. W oczekiwaniu na pracę, aby wysiąść z pracy w fabryce, Haskell bawił się gumową nicią, zwijając ją w kulkę. Kiedy miał fajną piłkę, postanowił się nią bawić podskakując. Piłka uderzyła niesamowicie dobrze przy bardzo niewielkim wysiłku, a kiedy pokazał swojemu kumplowi z golfa, Workowi, co zrobił, Work zasugerował, że Haskell położył na nim pokrycie, aby mogli go użyć jako piłki do golfa. Te rany stały się niezwykle popularne i były wysoko cenione dopiero około 10 lat temu, choć nadal są używane przez wielu dzisiaj.
• Mniej więcej w tym samym czasie wynaleziono kulę rany, a doszlifowana konstrukcja zaczęła być popularna. W tamtym czasie były różne wzory i tekstury, które można było uzyskać na piłce golfowej, co zwiększyłoby czas lotu nad gładką piłką. Ostatecznie, projekt dołkowaty zyskał przede wszystkim dlatego, że wydawał się zawsze iść dalej niż inne rodzaje piłek golfowych tekstury.
• Obecnie piłki golfowe występują w dwóch różnych odmianach podstawowych, rekreacyjnych i zaawansowanych. Zaawansowane piłki wymagają dużo większej siły obrotu, ale są tak zaprojektowane, aby uzyskać większy spin. Dzięki potężnym huśtawkom, takim jak profesjonalni golfiści, piłka będzie podróżować znacznie dalej niż ta sama huśtawka na rekreacyjnej piłce. Jednak przy słabej huśtawce, około 80 mil na godzinę lub mniej, piłka nie będzie podróżować prawie tak daleko, jak ta sama słaba huśtawka na rekreacyjnej piłce. Zasadnicza różnica w projekcie pomiędzy tymi dwoma typami piłek polega po prostu na tym, że piłki rekreacyjne mają dwie warstwy, która jest znacznie twardsza niż rdzeń, podczas gdy zaawansowane piłki mają trzy lub więcej warstw i dość miękką osłonę w porównaniu do twardszych rdzeni wewnątrz.
• Dopiero od niedawna zaczęto udostępniać wystarczającą moc obliczeniową, aby zacząć matematycznie modelować lot piłki golfowej w powietrzu i różnice między różnymi wzorami tekstury i tym podobne. Nawet teraz jednak nie udowodniono, że ten "idealny" wzór jest nadal tak duży, ponieważ problem ten jest wciąż niezwykle skomplikowany obliczeniowo, wymagający znacznego czasu nawet w najszybszych super komputerach na świecie. Dla porównania, najszybsze obecnie komputery osobiste na świecie zajęłyby około 15 lat, aby obliczyć ułamek sekundy piłki golfowej przelatującej w powietrzu.
• Równoległe rozwiązywanie tych problemów w celu wykorzystania ich w superkomputerach nie jest rzeczą trywialną, chociaż dokonano tam pewnego postępu. Na przykład Nikolaos Beratlis z University of Maryland z powodzeniem opracował algorytmy lotu piłek golfowych, które mogą stosunkowo wydajnie wykorzystywać wiele procesorów w superkomputerach na świecie. W jednym takim prostym przebiegu udało im się uruchomić jedną symulację, która zajęła 300 godzin przy użyciu 500 procesorów.
• Jedną z nowości w projektowaniu, która wynika z bardziej naukowych metod obliczania najlepszego projektu piłeczki golfowej, jest użycie wielokątnych wgłębień zamiast okrągłych wgłębień. Udowodniono, że zmniejsza to opór w stosunku do klasycznych okrągłych wgłębień.
• Kierunek, prędkość, szybkość wirowania itp. Piłki golfowej są określane przez interakcję w ułamku sekundy, którą piłka ma z maczugą, gdy zostanie uderzona. Ta interakcja trwa zwykle krócej niż milisekundę.
• Najszybsza piłeczka golfowa, jaką kiedykolwiek trafił do tej pory, trafiła kanadyjski Jason Zuback, któremu udało się uderzyć piłeczkę golfową 204 mph, pokonując poprzedni rekord 188 mph, który był w posiadaniu José Ramón Areitio.