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投球入管

2018-05-14曹峰

学生导报·东方少年 2018年24期
关键词:湍流投球球体

曹峰

高尔夫球表面有意制造了许多的凹痕。

高尔夫球的形状是空气动力学研究的成果之一。这与球体绕流(即绕球体的流动)的湍流转捩及分离流现象有关。

光滑球体绕流时,湍流转捩发生得晚,与湍流对应的规则流动称为层流。而层流边界层较易发生流动分离现象(即流线离开球的表面),球体迎面形成高压区,背面形成较大的低压区,产生很大的阻力(压差阻力),使高尔夫球飞行的距离很小。

而球体表面有凹痕时,凹痕促使湍流转捩发生,湍流边界层不易发生流动分离现象,从而使球体背后的低压区小,减少了阻力,使高尔夫球飞行的距离增大。

湍流的摩阻比层流要大,但与形阻相比,起的作用很小,总的阻力还是变小了。

高尔夫球表面的小突起,也能起到促使分离的作用,但突起对流动的干扰有些难以控制,造成一些侧向力(也可以叫升力)。

球體规则绕流是没有升力的。旋转会产生升力。合适的升阻比会使飞行距离增大。不同的旋转方向会造成“香蕉球”的效果。

【DI竞技】

挑战:把乒乓球和高尔夫球投进管子内。

要求:使用桌上所提供的材料制作一个或多个投球装置,将球投进管子内。

材料:2把塑料汤匙、1张报纸、4根橡皮筋、2根长30厘米的细纱绳、1张铝箔纸、2根绒条、1把夹子、4根吸管。另有5个乒乓球和5个高尔夫球,球和夹子均不能损坏。

【创想攻略】

这一挑战的关键是制作有效的投球装置,一般的投球装置包含手持部分、中间段、盛球部分。所提供材料中,我们发现夹子是很好的盛球装置,报纸可以作为中间段,吸管作为手持部分。参考场地的布置,为了方便投球入管,投球的装置总长度大于50cm较好。

用橡皮筋来固定报纸和夹子,用烟斗通条来绑定报纸和吸管。

这样就可以非常方便地投球入管了,而且稳定性非常好。

【思维升级】

如果你制作了两个投球装置同时投球也是很好的方案哦!那每个管子里投哪些球可以得分最高呢?

通过分析可知,将高尔夫球投入到高分值的管子中得分最高,例如先将高尔夫球投满“4分”分值管子,然后是“3分”分值管子,高尔夫球用完后,再投入乒乓球。注意每个管子里都保证有球。

【挑战延伸】

假如没有夹子的话,你还能做出什么牢固的装置吗?或者还有什么巧妙的方法得分吗?

【分享交流】

你有什么更好的点子吗?欢迎来稿分享给更多人,让大家为你点赞!

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