FyzWeb  články
Fyzika v golfe2006-04-10 
Golf sa hrá približne od 15.st. a spočiatku sa používali pri hre hladké kožené loptičky naplnené perím (obr.1a) - vychádzalo sa z úvahy, že teleso s hladkým povrchom má menší odpor ako s drsným povrchom (čo bola v prípade letiacej golfovej loptičky ale chybná úvaha ako uvidíme neskôr). V 19.st. sa začali vyrábať loptičky z gutaperče (obr.1b). Mali omnoho hladší povrch ako predtým používané loptičky a mali teda doletieť ďalej, ale prekvapujúco nedoleteli (panovala totiž stále predtým spomínaná chybná úvaha).
Neskôr sa ukázalo, že loptičky zdeformované údermi doletia ďalej. A tak sa začal povrch loptičiek rôzne upravovať. Od začiatku 20.storočia sa už vyrábali loptičky s jamkami, ktoré sa používajú dodnes, až na malé úpravy. Zatiaľčo hladká loptička má dolet okolo 65 m, loptička s jamkami môže doletieť až do diaľky nad 220 m. V súčasnosti používané golfové loptičky majú gumené jadro, okolo ktorého je navinuté gumené vlákno a povrch tvorí vrstva smaltu, v ktorej sú jamky okrúhleho tvaru (obr.1c).

Obr.1:


a) Kožená golfová loptička plnená perím

b) Golfové loptičky z gutaperče


c) Súčasná golfová loptička

Zdroj: http://www.golfeurope.com/almanac/history/golf_ball.htm

A prečo doletí loptička s jamkami ďalej ako hladká loptička?

Keď loptička letí, k jej povrchu sa spredu prichytáva vrstva vzduchu, ktorá prúdi okolo loptičky a kopíruje jej povrch. V zadnej časti loptičky sa vzduch oddeľuje od jej povrchu a v oblasti za loptičkou vznikajú turbulentné víry, ktoré loptičku spomaľujú (obr.2).
V prípade golfovej loptičky, ktorá obsahuje jamky, sa vzduch odtrháva od povrchu loptičky v zadnejšej časti jej povrchu (obr.3) v porovnaní s hladkou loptičkou (obr.2). V dôsledku toho vzniká za loptičkou menšia oblasť vírov, t.j. na loptičku pôsobí menší odpor. Preto doletí loptička s jamkami do väčšej vzdialenosti.


Obr.2: Prúdenie okolo hladkej golfovej loptičky


Obr.3: Prúdenie okolo golfovej loptičky s jamkami

Zdroj: časopis Quark, august 2003

Jamky na golfovej loptičke majú ešte jeden význam. Po odpálení loptička pri lete i rotuje. Zistilo sa, že ak loptička rotuje okolo svojej vodorovnej osi (vzhľadom na zemský povrch), pôsobí na loptičku vztlak, ktorý ju zdvíha a teda predlžuje dráhu jej letu. Vztlak vzniká v dôsledku toho, že rýchlosť prúdenia na hornej časti loptičky je vyššia ako na dolnej časti - na hornej časti loptičky je preto nižší tlak ako na spodnej - na loptičku pôsobí vztlak.
Ak má navyše loptička na povrchu jamky, vztlak je väčší, pretože jamky pridržiavajú vrstvu vzduchu a pri rotácii teda prenášajú vzduch nahor, čím vzniká nad loptičkou ešte nižší tlak ako pri rotácii hladkej loptičky. Preto pôsobí na loptičku s jamkami i väčší vztlak.

Podobne ako v golfe i vo futbale sa využíva skutočnosť, že drsný povrch znamená pri lete vo vzduchu menší odpor. Preto sa futbal nehrá s hladkou loptou, ale s loptou, ktorej povrch je tvorený zošitými kusmi gumového materiálu v tvare šesťuholníkov (obr.4a, 4b). To vedie podobne ako v prípade golfovej loptičky k vzniku menších vírov a teda i k menšiemu odporu pôsobiacemu na loptu. Lopta tak doletí do väčšej vzdialenosti.

Obr.4:

a) Futbalová lopta


b) Detailný záber - vidieť švy, ktorými je lopta zošitá

Zdroj: http://www.everbe.com/Products/Sports/cwdata/soccer%20ball.html

Zpracovala Andrea Drietomská.


zpět na přehled článků