より遠くへ! ゴルフボールのくぼみは特許の塊/すごい技術

pixta_39035544_S.jpg私たちは毎日身のまわりの「便利なモノ」のおかげで快適に暮らしています。でもそれらがどういう仕組みなのか、よく知らないままにお付き合いしていませんか?
身近なモノに秘められた"感動もの"の技術を、書籍『身のまわりのすごい技術大百科』がわかりやすく解説します!

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●ゴルフボール

ゴルフボールの表面を見ると、ブランドによってくぼみの形状が微妙に異なる。この形状は、実は特許の塊(かたまり)なのだという。

ゴルフは年齢を問わず、スポーツ界の華(はな)といえる。近年は、若手プロゴルファーの活躍がスポーツニュースの一面をよく飾っている。さて、ゴルフボールのくぼみ(ディンプル)を見てみると、ブランドによって模様や深さが異なることに気付く。たかがくぼみと侮(あなど)ってはいけない。この違いには大きな理由がある。

ディンプルの効果としては、大きく二つのことが挙げられる。「揚力(ようりょく)の増加」と「空気抵抗の軽減」である。まず「揚力の増加」を見てみよう。球技一般にいえることだが、ボールを打つときには回転(スピン)をかけるのが普通だ。ボールを曲げたい、遠くに飛ばしたいなど、都合に応じてスピンをかける。そのとき、表面に凹凸があれば、それだけ周囲の空気との抵抗が増え、スピンの効果が増大する。

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ではここで、スピンをかけて揚力が得られるしくみを考えてみよう。バックスピンをかけると、ボールの上の気流は速く、下は遅い。気流は速いと気圧が低くなり、遅いと高くなる性質がある(ベルヌーイの法則と呼ぶ)。したがって、ボールには揚力が働く。ディンプルがあると、上下の気流のスピードの差は平らな球よりも大きいため、それだけ強い揚力を受け、ボールは遠くに飛ぶことになる。打球の軌跡(きせき)は初速、打出角、スピンの三つで決定される。これを飛びの三要素と呼ぶ。ディンプルはこの三つ目に関与するのだ。

次に「空気抵抗の軽減」の効果について見てみよう。物体は空気中を運動するときに抵抗力を受けるが、その最大の原因はカルマン渦(うず)である。空気の流れが物体から剥(は)がれて渦ができ、この渦が物体の動きを止めようとするのだ。

ディンプルがあると、空気の流れがボール表面から剥がれるのを防ぎ、カルマン渦の発生を抑えられるため、ボールは遠くに飛ぶのである。このように、ディンプルの大小や浅深はボールの飛び方を左右する。そこで、ボールメーカーはさまざまな研究からその模様や形を定めているのだ。

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涌井良幸(わくい・よしゆき)

1950年、東京都生まれ。東京教育大学(現・筑波大学)数学科を卒業後、千葉県立高等学校の教職に就く。教職退職後の現在は著作活動に専念している。貞美の実兄。


涌井貞美(わくいさだみ)

1952年、東京都生まれ。東京大学理学系研究科修士課程修了後、富士通に就職。その後、神奈川県立高等学校教員を経て、サイエンスライターとして独立。現在は書籍や雑誌の執筆を中心に活動している。良幸の実弟。


 

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『身のまわりのすごい技術大百科』

(涌井良幸・涌井貞美/KADOKAWA)

身近なモノに秘められた“感動もの”の技術、一挙解説! 身近な文具から、便利すぎるハイテク機器まで…あれもこれも、すべて「科学技術」の結晶なのです。日ごろよく使う「モノ」の“すごい技術”を図解でわかりやすく解説します。

この記事は書籍『身のまわりのすごい技術大百科』からの抜粋です
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