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。
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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