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ゴルフボールでは、球表面に凹凸(ディンプル)をつけて空気抵抗を減少させていると言われ、一方、翼などでは抵抗を減少させるのに表面を滑らかにすることが重要であると言われる。このように、抵抗を減少させるのに、一方では表面を荒くし、他方では表面を滑らかにするのは、どのように説明すれば良いのでしょうか?

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A 回答 (3件)

ディンプルによる空気抵抗の低下は,くぼみの中に発生する空気の渦によるものです。

これがベアリングの働きをして,空気の抵抗を少なくします。したがって,飛距離も伸びる訳です。
一方,飛行機の翼も同じです。ショットピーニングという手法で,翼に凹凸をつけると同時に,翼を形成する金属の結晶粒界をたたきつぶすことにより,耐食性をあげることができ,一石二鳥になるわけです。このような研究が実際に行われていました。
実際の飛行機の翼にディンプルがあるかどうかは,わかりません。国内の飛行機メーカーは極少ないので,情報を得るのは難しいかも知れませんね。
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 翼とゴルフボールでは、空気の流れ方が違うからです。



 翼の場合には、翼の表面に沿って空気が流れます。このときの翼の上面の方が下面より速度が速くなります。速度が早いほうが圧力(正確には静圧)が小さいので、上面の方が圧力が低く、翼には上に持ち上げられる力(揚力)が働きます。揚力は、流速が早いほど大きくなりますので、翼では表面の抵抗を小さくし空気の流れをできるだけ遅くしないようにします。

 一方ゴルフボールの様に断面が丸いものは、空気の流れが速くなると、空気の流れがボールの表面に沿わず、ボールの後ろ側で、ボールの表面から剥がれます。剥がれた内側の領域を死水領域とよび、ここではほとんど空気の流れはありません。この部分では、ボールの前面より圧力が低くなるため、この圧力差によりボールは進行方向と反対の方向に力を受けます(減速する力が働く)。言い換えれば、これがボールに働く空気抵抗です。この力は、空気の流れが速いほど大きくなります。従って、このような力を減らすために、ゴルフボールでは表面にディンプルをつけて、表面の空気の流れを遅くするようにしています。
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この回答へのお礼

丁寧な回答ありがとうございました。

お礼日時:2002/02/26 22:40

始めまして。


>抵抗を減少させるのに、一方では表面を荒くし、他方では表面を滑らかに...
ですが本当にそうですか?
物理は良く知りませんが
ゴルフボールの凹凸は、距離を増やすためにわざと抵抗を大きくしていると聞いた事があります。
確か強制的に乱気流を作るとか…
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