[科普中国]-高尔夫球为什么是“麻子脸”？

高尔夫是由荷兰文kolf音译而来，意思是“绿地和新鲜氧气中的美好生活”。高尔夫球运动起源于15世纪的苏格兰，当时的牧羊人常在草原上用赶羊的棍子击打石子，并且相互竞技比赛，后来这项娱乐活动逐渐演变成高尔夫球运动。

高尔夫球是橡胶制成的实心球，再以一层胶皮线包裹，最外部涂有白漆。其整体为实心结构，表面布满同规格的小坑，大多数的高尔夫球有300～500个小凹坑，每个坑的平均深度约为0.025厘米。我们常见的球类大多数表面都是光滑规则的，比如乒乓球、保龄球等，但是为什么高尔夫球的表面会布满小坑呢？

科学家对球体在空中的运动状态进行过一系列测试研究：两个同等尺寸和重量的球，其中一个球的表面布满小坑，而另一个球体的表面光滑规则，将两者以同等外力和方向抛入空中，在空中高速飞行时，前者受到的空气阻力要小于后者。

从空气动力学角度分析，可将飞行过程中高尔夫球所受到的力分成两部分：一个是与高尔夫球运动方向相反的阻力，另一个是垂直向上的升力。高尔夫球表面的小凹坑不仅可以减少空气阻力，还能增加球的升力，从而增加球在空中的飞行时间，让高尔夫球飞行地更高、更远。

高尔夫球受到的阻力又可细分为两种，一种是球面与空气之间的摩擦力，另一种是球体前后所受的压差阻力。飞行中的高尔夫球，其表面会吸附一层层空气。第一层空气，紧贴球面，与球体同步移动；紧贴着这层空气的第二层空气，速度大于第一层空气；而第三层空气又大于第二层空气。空气间的速度逐层渐增，直至最远的一层空气速度与主气流的速度相当。第一层空气到最远的一层空气，统称为介层，这是高尔夫球与空气之间的黏滞性造成的。

光滑的球在空中飞行时，其介层在经过球的直径区域时，便会从球面剥离，同时在球后产生面积很大的旋涡区，旋涡的气流速率很快。根据伯努利原理可知，流体速率大的区域压强小，流体速率小的区域压强大。球体前方的气体速率要低于后方，球体前方所受压力就比后面大，故而球体前后压力之差即球体所受的压差阻力相对较大。而对于表面布满小坑的球来说，空气介层可以紧贴在球体表面，通过球体的直径后到达球体后方。因此在球体后方形成的旋涡区面积较小，所以球体前后压力差较小，即球体所受的压差阻力较小。

总的来说，有小凹坑的球体受到的压差阻力要小于光滑球体。尽管有小凹坑的球体与空气间的摩擦力稍大于光滑球，但远不及两种球体之间的压差阻力。所以综合来看，有小凹坑的球体受到的阻力小于光滑的球体。

高尔夫球的“麻子脸”反而成就了它飞行上的优势，帮助高尔夫球在空中展现出更远更美的弧线。

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