چرا توپ گلف سطح زبری دارد اما سطح توپ پینگ پنگ صاف است؟
این مسئله به كاربرد آنها مربوط می شود.توپ ینگ پنگ روی میز سه متری مورد استفاده قرار می گیرددرحالی كه توپ گلف در زمین های بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد.توپ پینگ پنگ اگر همچون توپ گلف سرعت زیادی داشته باشدافراد فرصت كافی نخواهند داشت.پس توپ باید طوری ساخته شودكه زیاد سرعت نگیردبالعكس دربازی تنیس یا گلف ما احتیاج به توپی داریم كه سرعت زیادی داشته باشدتا مسافت زیادی را طی كند.
به همین دلیل سطح توپ گلف آج دارو سطح توپ تنیس پرزدار ساخته می شود درحالیكه سطح توپ پینگ پنگ صاف است.افزایش ناصافی سطح راه حل عجیب،اما كارآمد برای افزایش سرعت توپ است .هرچندوزن توپ تاثیر مهمی دارد.
مادرزمستان برای سر نخوردن روی یخ،از كفش هایی استفاده می كنیم كه آجدارهستندتابا زمین اصطكاك زیادی ایجاد كنند؛یابرای افزایش قدرت ترمز گیری ماشین از چرخ هتی آجدار استفاده می شود.این مطلب این ذهنیت رادرما ایجاد می كند كهكه زبرشدن سطح توپباعث هم ،باعث كاهش سرعت توپ خواهد شد.امادر واقعیت ،زیركردن سطح توپ نه تنها باعث كاهش سرعت توپ نمی شودبلكه باعث افزایش سرعت نیزخواهدشد.بااین شرایط آجداركردن سطح توپ گلف باعث افزایش اصطكاك توپ با هواودرنتیجه اتلاف انرژی توپ نمی شود؟
این مطلب صحیح است،اما در اجسامی مانندتوپ كه سطح پهنی درمقابل جریان هوادارند،پدیده ای رخ می دهدكه بیشتر اتالف انرژی توپ به خاطر آن صورت می گیردنه اصطكاك هوا.این پدیده جدایش نام دارد.جدایش یعنی جداشدن جریان هوا از سطح توپ،كه این پدیده جدایش باعث متلاطم شدن جریان هوادر پشت توپ می شودومتلاطم شدن جریان باعث به هدر رفتن انرژی توپ می شود كه ماهش انرژی هم به معنای كاهشسرعت توپ خواهدبود.
همان طور كه درشكل مشخص است توپ در حال حركت لایه های هوا را می شكافد.وقتی سطح توپ صاف باشد پدیده جدایش زودتر اتفاق می افتد وباعث می شود دنباله بزرگتری از هوا تشكیل شودكه این دنباله باعث اتلاف انرژی توپ می شود.درحالی كه درتوپ زبر جدایش دیرتر اتفاق می افتد وباعث تشكیل دنباله كوچكتری می شودكه كمتر از سرعت توپ می كاهد. این دنباله برای حركت بسیار مضراست،مخصوصا" با افزایش سرعت اثرات این دنباله در كاهش سرعت محسوس ترمی شود.به همین دلیل درطراحی وسلئل پرسرعت،شكل ظاهری راطوری می سازندكه از لحاظ آیرودینامیكی شكل
كشیده ای داشته باشدتا خطوط جریان هوارا زیادبه هم نزنندوباعث تشكیل دنباله هوا نشوند.اما اوج اهمیت پدیده جدایش،درهواپیماهای جنگندهدیده می شودهواپیماهایی كه بایدگاهی باسرعتی تا چهاربرابر سرعت صوت حركت كنند.
برگرفته از مجله science
