漂浮球、旋球的原理 - 排球
By Agatha
at 2011-05-13T00:11
at 2011-05-13T00:11
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推 s1550811:飄球是剝離層效應 06/12 23:39
事隔多年的文章了 偶然回去翻翻發現S大輕描淡寫的回了這句
於是上網搜尋了一下剝離層效應 事實證明S大是對的
當初我寫的飄球原理是錯的!!
所以想特地回一下以正視聽 (果然要互相激勵才會長進)
請直接看這篇文章 關於棒球蝴蝶球的說明 「邊界層剝離」效應
http://blog.roodo.com/zane_tsai/archives/4178359.html
節錄比較重要的如下:
蝴蝶球會亂飄的原因不是白努利定律,而是「邊界層剝離」。當一顆球在大氣中快速
前進時,在球的表面會有一些空氣跟著球一起移動,形成一層很薄的空氣層,就是「
邊界層」。若是一顆表面均勻、沒有縫線的球,邊界層會從球的最前面開始形成,到
後面逐漸「剝離」,就是脫離球的表面,回到大氣中;邊界層剝離處的壓力,比邊界
層存在處的壓力小。但是棒球表面有粗糙的縫線,邊界層一碰到縫線就會馬上剝離。
http://b0.rimg.tw/zane_tsai/26f2ab16.jpg 說明圖
蝴蝶球幾乎不旋轉,在前進過程中,邊界層會在不同位置的縫線處,交替剝離,這一
瞬間若在左邊剝離,就會使左邊壓力減小,右邊壓力相對較大,使球往左偏;但下一
刻,可能變成右邊剝離,球又會往右偏,結果就使球左右亂飄。那前述其他球種是否
也會受到「邊界層剝離」效應影響而改變方向?陳政宏指出,一顆快速旋轉的棒球,
從統計上來看,邊界層剝離現象會均勻地在球體各處發生,結果對球的方向反而不造
成影響。另一方面,邊界層剝離造成的壓力變化,和白努利效應造成的壓力變化相比
相當小,所以當白努利效應發揮作用時,邊界層剝離對棒球路徑的影響就可以忽略;
除蝴蝶球以外的各種球路,都是靠旋轉來改變方向,所以不用考慮邊界層剝離效應。
中略
邊界層剝離處壓力較小,在球的後方,壓力就是向前推的力量,所以光滑球體「向前
推力量較小」的區域,面積比較大,而高爾夫球「向前推力量較小」的區域,面積比
較小,所以高爾夫球受到向前推的總力,會比光滑球體大。
這種壓力(或推力)的影響,比空氣摩擦力大得多,高爾夫球和光滑球體相比,雖然
受到稍大一點點的摩擦力,卻也受到大很多的向前推力,結果飛行距離不減反增。根
據國外學者統計,飛行距離會增加一倍以上。
簡單來說(蠻不簡單的 = =)
排球會飄是因為「邊界層剝離」效應
也就是球表面的空氣層不同時離開球體表面引起的壓力變化
文章最後段也說明了高爾夫球表面凹凸不平的原理
是為了延長球體的飛行距離
也因此新款螺旋丸球體表面增加許多類似高爾夫球的風洞
是為了延長飄球的飛行距離(比較會outball嗎 = =)
因為受到更多的摩擦力 「邊界層剝離」效應更劇烈
所以更飄 (我個人是覺得螺旋丸比原本的飄很多很多)
飄球原理大致上就如同那篇文章所言
至於螺旋丸上表面凹紋 有部分是延伸文章的推論
但這樣就想不透把球改得更容易飄 更容易outball有什麼好
以上 一樣有錯請指教~
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