高爾夫球為何是麻子臉 看完就知道

你可曾想到，現今世界上流行的各種球類運動中，高爾夫球的年齡最老，當有5、6百年的歷史。它最早流行於英國，在1457年蘇格蘭議會文件中就有高爾夫球一詞，至1608年，另一說是1787年，英國成立了第一個高爾夫球俱樂部。1896年中國上海成立了高爾夫球俱樂部。其他球類如現在的足球開始於1863年，排球籃球開始於19世紀末的美國，都是它的小弟弟。

高爾夫球為什麼是麻臉

物體或高爾夫球在空氣中飛行，最早空氣被想像為沒有黏性的，或者說是沒有摩檫的。這時流過物體表面的流體質點和物體表面質點的速度可以不同，它們之間是有正壓力卻沒有切向力。這就好像把重物體在另一物體的水平面上拖著走時沒有阻力一樣。人們把這種沒有黏性的流體稱為理想流體。

按理說，在理想流體中飛行的物體是沒有阻力的，在地面上的拋體，即使是拋一根稻草，它的飛行距離可以和扔石頭一樣遠。不過這和實際觀察到的現象完全不符合，物體在空氣中飛行時的阻力是絕對不可忽略的。最早認識到這個矛盾的是法國學者達朗伯爾(d』Alembert，J.R，1717-1783)，所以這個矛盾也被稱為「達朗伯爾佯謬」。

最早給出流體黏性摩阻實驗探討的是法國學者馬略特(1620-1684)，後來為適應造船工業的需要，法國組織了系統的關於流體阻力的實驗研。在理論上真正弄清楚這個問題，一直得到19世紀的中葉，先後由法國的納維(1820)和英國的斯托克斯(1845)導出了黏性流體的運動方程，人們才開始理解流體摩阻的存在。

不過流體作用在運動物體上的阻力還要複雜一些，除了上面的這種由流體的黏性引起的阻力外，還有一種由於流場改變所產生的阻力。而且在物體運動速度較快時，這種阻力會佔阻力的大部分。原來當物體快速飛行時，在物體前面和後面的產生了很大的壓差，即前面的壓力大，後面的壓力小。

如圖，表示高爾夫球往左邊飛行。周圍帶箭頭的線表示球附近的空氣分子的流動軌跡。圖a表示球飛行速度慢，圖b表示飛行的速度快。在圖a上由於球的速度慢，所以球附近的流體分子基本上是貼著球面流動的，這時球所受的阻力基本上是由流體的黏性阻力組成。在圖b上，由於球飛行得快了。在球的後面形成了對稱的漩渦，在球附近的流體分子貼著球走一段後，就脫離球面，這種現象也稱為邊界層分離。邊界層分離總是和漩渦同時產生的。

我們知道在漩渦的中心流體的壓力是小的，這一點會游泳的人有很深的體會，游到漩渦邊上，由於漩渦中心的壓力小，人會被吸進漩渦中去，那是十分危險的。球後面是中心壓力很小的漩渦，而球前面的壓力是較大的，由於這個壓力差，球就受一個很大的阻力。一般說來，球的飛行速度越大，邊界層的分離就越早，在球的後面形成的漩渦區也就越大，這種壓差所形成的阻力也越大。從根本上說，飛行的球所以產生邊界層分離的現象也是由於流體有黏性的緣故。

光滑的球由於這種邊界層分離得早，形成的前後壓差阻力就很大，所以高爾夫球在由皮革改用塑膠後飛行距離便大大縮短了。為此人們不得不把高爾夫球做成麻臉的，即表面布滿了圓形的小坑。

麻臉的高爾夫球有小坑，飛行時小坑附近產生了一些小的漩渦，由於這些小漩渦的吸力，高爾夫球表面附近的流體分子被漩渦吸引，邊界層的分離點就推後許多。這時，在高爾夫球後面所形成的大漩渦區便比光滑的球所形成的漩渦區小很多，從而使得前後壓差所形成的阻力大為減小。實際上，對光滑的高爾夫球，一杆子最多飛行數十米，而麻臉的高爾夫球一杆子可以飛行二百多米。可見高爾夫球麻臉的減阻效果是非常明顯的。

說到這裡，人們自然會問，把機翼、船體等在流體中前進的物體都做成麻臉的，是不是都可以減少阻力、節約能源呢。機翼和船體不可能像高爾夫球一樣設計為球形的，在設計時必須採取其它的措施來減小阻力。實際上，機翼和船體在設計時都已經考慮到減小邊界層分離所形成的阻力。為了儘可能縮小機翼和船體後面的漩渦區，機翼和船體的剖面做成了前緣較鈍而後緣較尖的翼剖面，即所謂流線型剖面。具有流線型剖面的物體前進時，邊界層大致是在翼的後緣分離，漩渦區是很小的。所以阻力也是很小的。這時，光滑的翼面還有減小翼面附近黏性阻力的效果。這就是為什麼在空氣中高速前進的物體大都是翼剖面形的緣故。自然界里，大部分魚的形狀也是翼剖面形狀的。高爾夫球的形狀因為只能是球形的，沒有其他選擇，所以只有採用麻臉的方案是唯一的減少邊界層分離所造成阻力的辦法。

據說最早發現麻臉的高爾夫球飛得遠的事實是蘇格蘭的一位教師，到1930年麻臉的高爾夫球就被接受作為正式的標準。考查高爾夫球的歷史，最早是用木製的，中國的捶丸的「丸」或「俅」是用「癭木」，即木疙瘩製成。後來，西方改用皮革內充以羽毛來縫製。不過這種球有一個大缺點，就是當球被打入水中、或被露水粘濕時，重量變化很大。到1845年開始改用橡膠或塑膠壓制而成的光滑圓球。這種球優點是不會因為被水濕了而大大加重，但是卻又出現了一個大問題。這就是擊球後，球飛行的距離大為縮短。

原來的皮革球，比較粗糙，飛行得較遠。為什麼表面光滑了，飛行反而近了呢。這裡面大有學問。這也就是為什麼現在的高爾夫球外面不是光滑的而是麻臉的原因吧。

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