足球的结构为什么是几大块拼接,足球的结构讲解

首页 > 体育 > 作者:YD1662023-04-29 04:27:39

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足球要用几块皮拼起来,并不是因为“穷”,也不是因为这样好看,而是为了让它别那么光滑。

作为一个球,你可不能太“滑”

说足球之前,咱们先来说说高尔夫球,因为它有一个让人大跌眼镜的现象:越是光滑的高尔夫球,越是飞不远。

足球的结构为什么是几大块拼接,足球的结构讲解(1)

图片作者:Wolfye

相差可以有多大呢?同等用力的情况下,粗糙球的飞行距离可以是光滑球的5倍!

这实在是有违人们的正常认知,我们都认为,球形是最完美的形体,表面越是光滑,则在飞行的过程中,球面与大气的摩擦就越少,同等用力的情况下,理应飞得越远。

但是,高尔夫球不是这样。

早前,比赛用的高尔夫球,其里面是用羽毛填充,再用皮革包裹起来,这样的球很难做出标准的球体。1898年后,高尔夫球的制作材料逐渐被橡胶替代,但人们却在这时发现了一个奇怪的现象:使用时间越长的球,打得越远。

这引起了当时人们的好奇,经过摸索,终于找到了原因,原来,用橡胶的做的新球,其表面十分光滑,而使用时间很长以后,其表面的橡胶要么有的地方开裂了,要么就是有的地方磨损了,总之就是,球面相当粗糙。

这让人们意识到,高尔夫球的表面越是粗糙,打得就越远。所以,后来的高尔夫球表面不再是光滑的了,而是布满无数的“小酒窝”。

足球的结构为什么是几大块拼接,足球的结构讲解(2)

高尔夫球的变迁(图片来自1919年出版的《高尔夫50年》一书)

现在出售的高尔夫球,其表面大约有250-450个“小酒窝”,最高纪录是在一个球上有1070个小酒窝。

任教于浙江大学38年的毛根海教授,其在所著的书《奇妙的流体运动科学》一书中,有这么一个数据:

同等条件下,布满小酒窝的高尔夫球,它在飞行中所受到的阻力只有光滑球的一半,而飞行距离是光滑球的5倍。

问题来了,为什么粗糙球比光滑球飞得更远?原因很简单,先来看一个例子。

足球的结构为什么是几大块拼接,足球的结构讲解(3)

1968年,阿波罗8号飞船返回地球大气层时示意图(图片来自NASA)

如上图,飞船在返回地球大气层时,由于速度极高,飞船前方与大气剧烈冲撞,压力极高,反过来呢,后方的空间,压力很小,这是因为飞船高速下落时会排开空气,后方空气少了,压力当然就小了。而后方压力小会产生一种抽吸的力。

物体在流体中运动时,前后压力差所带来的阻力就叫做“形状阻力”。

现代核潜艇为什么全使用“水滴型”外形?这也是为了减少形状阻力。

足球的结构为什么是几大块拼接,足球的结构讲解(4)

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