高爾夫球上的小洞作用是？

高飛高爾夫球具公司空氣動力學研究部主任西蒙茲與資深科學家維勒克斯回答如下： 

　　小凹洞可以減少空氣的曳力並增加升力，讓高爾夫球飛得更遠。一顆表面平滑的高爾夫球，經職業選手擊出後，飛行距離大約只是表面有凹洞的球的一半。 

　　高爾夫產業的工程師及科學家研究球桿和球之間的撞擊，以找出所謂發射條件。撞擊通常只維持1/2000秒，它決定了球的速度、發射角以及自旋快慢。接著，球的飛行軌跡會受到重力以及空氣動力學的影響（不管高爾夫球員如何祈禱或詛咒）。因此，空氣動力學的最佳化設計（和小凹洞的圖案設計有關）便成為關鍵。 

　　空氣對於任何在其中運動的物體（例如高爾夫球）都會施力。把你的手伸出行駛中的車外，可以很容易地說明這個現象。空氣動力學家把這個力分成兩部份：升力及曳力。曳力的作用方向與運動方向相反，而升力的作用方向則朝上垂直於運動方向。 

　　一顆高速飛行的高爾夫球，其前方會有一高壓區。空氣流經球的前緣再流到後方時會與球體分離。同時，球的後方會有一個紊流尾流區，在此區域氣流起伏擾動，導致後方的壓力較低；尾流的範圍會影響曳力的大小。小凹洞可使空氣形成一層緊貼球表的薄紊流邊界層，使得平滑的氣流順著球形多往後走一些，而減小尾流的範圍。因此有凹洞的球所受的曳力約只有平滑圓球的一半。 

　　大多數的高爾夫球有300～500個小凹洞，每個洞的平均深度約為0.025公分。曳力及升力對凹洞的深度很敏感：即使只有0.0025公分這麼小的差異，也可以對軌跡和飛行距離造成很大的影響。小凹洞通常是圓形的，但其他的形狀也可以有極佳的空氣動力性能，例如凱樂威公司的HX高爾夫球，用的是六角形。 

　　小凹洞也會影響升力。一個表面平滑的回旋球，會像飛機機翼般偏折氣流以產生升力。球的自旋可使球下方的氣壓比上方高，這種不平衡可以產生往上的推力。高爾夫球的自旋大約提供了一半的升力。另外一半則是來自小凹洞，它可以提供最佳的升力。（張明哲　譯）

【本文轉載自《科學人雜誌》2004年5月號】