曹峰
高爾夫球表面有意制造了許多的凹痕。
高爾夫球的形狀是空氣動(dòng)力學(xué)研究的成果之一。這與球體繞流(即繞球體的流動(dòng))的湍流轉(zhuǎn)捩及分離流現(xiàn)象有關(guān)。
光滑球體繞流時(shí),湍流轉(zhuǎn)捩發(fā)生得晚,與湍流對(duì)應(yīng)的規(guī)則流動(dòng)稱為層流。而層流邊界層較易發(fā)生流動(dòng)分離現(xiàn)象(即流線離開(kāi)球的表面),球體迎面形成高壓區(qū),背面形成較大的低壓區(qū),產(chǎn)生很大的阻力(壓差阻力),使高爾夫球飛行的距離很小。
而球體表面有凹痕時(shí),凹痕促使湍流轉(zhuǎn)捩發(fā)生,湍流邊界層不易發(fā)生流動(dòng)分離現(xiàn)象,從而使球體背后的低壓區(qū)小,減少了阻力,使高爾夫球飛行的距離增大。
湍流的摩阻比層流要大,但與形阻相比,起的作用很小,總的阻力還是變小了。
高爾夫球表面的小突起,也能起到促使分離的作用,但突起對(duì)流動(dòng)的干擾有些難以控制,造成一些側(cè)向力(也可以叫升力)。
球體規(guī)則繞流是沒(méi)有升力的。旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生升力。合適的升阻比會(huì)使飛行距離增大。不同的旋轉(zhuǎn)方向會(huì)造成“香蕉球”的效果。
【DI競(jìng)技】
挑戰(zhàn):把乒乓球和高爾夫球投進(jìn)管子內(nèi)。
要求:使用桌上所提供的材料制作一個(gè)或多個(gè)投球裝置,將球投進(jìn)管子內(nèi)。
材料:2把塑料湯匙、1張報(bào)紙、4根橡皮筋、2根長(zhǎng)30厘米的細(xì)紗繩、1張鋁箔紙、2根絨條、1把夾子、4根吸管。另有5個(gè)乒乓球和5個(gè)高爾夫球,球和夾子均不能損壞。
【創(chuàng)想攻略】
這一挑戰(zhàn)的關(guān)鍵是制作有效的投球裝置,一般的投球裝置包含手持部分、中間段、盛球部分。所提供材料中,我們發(fā)現(xiàn)夾子是很好的盛球裝置,報(bào)紙可以作為中間段,吸管作為手持部分。參考場(chǎng)地的布置,為了方便投球入管,投球的裝置總長(zhǎng)度大于50cm較好。
用橡皮筋來(lái)固定報(bào)紙和夾子,用煙斗通條來(lái)綁定報(bào)紙和吸管。
這樣就可以非常方便地投球入管了,而且穩(wěn)定性非常好。
【思維升級(jí)】
如果你制作了兩個(gè)投球裝置同時(shí)投球也是很好的方案哦!那每個(gè)管子里投哪些球可以得分最高呢?
通過(guò)分析可知,將高爾夫球投入到高分值的管子中得分最高,例如先將高爾夫球投滿“4分”分值管子,然后是“3分”分值管子,高爾夫球用完后,再投入乒乓球。注意每個(gè)管子里都保證有球。
【挑戰(zhàn)延伸】
假如沒(méi)有夾子的話,你還能做出什么牢固的裝置嗎?或者還有什么巧妙的方法得分嗎?
【分享交流】
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