Miksi pinnaltaan epätasainen pallo lentää pidemmälle kuin tasainen?

Alun perin golfpallot olivat pinnaltaan tasaisia. Jossain vaiheessa havaittiin, että pinnaltaan kuluneet, käytetyt pallot lensivät pidemmälle kuin uudet. Tämän havainnon jälkeen palloja alettiin työstämään pinnaltaan epätasaiseksi. Useita erilaisia pintamalleja tehtiin ja testattiin, kuten sen aikaiselle tuotekehitysprosessille oli tyypillistä. 1800-luvun lopussa patentoitiin nykyisenkaltainen, pinnaltaan kuoppainen pallo. (Lähde: Wikipedia ja http://www.sghs.fi/historia_valineet_pallot.html)

Sileän pallon ohi virtaava ilma irtoaa pallon taaksepäin kaartuvasta pinnasta melkein heti. Irtoava virtaus aiheuttaa pallon taakse pyörteilevän alipainealueen, joka hidastaa palloa. Golfpallon kuoppainen pinta muuttaa pinnan rajakerroksen turbulenttiseksi, jolloin virtaus pysyy paremmin kiinni pallossa. Tällöin alipainealue pallon takana muuttuu pienemmäksi ja stabiilimmaksi, jolloin ilmavastus pienenee.

https://www.youtube.com/watch?v=Zy9Q9k7CW4M

https://www.youtube.com/watch?v=x5NuPImww-E

Myös sileälle pallolle muodostuu turbulenttinen rajakerros, jos pallon nopeus on riittävä eli noin 90 m/s. Kuoppaisen golfpallon tapauksessa turbulenttinen rajakerros muodostuu jo pienemmissä nopeuksissa, jolloin keskiverto golffarin taidot riittävät tämän nopeuden saavuttamiseen. Ilmiötä kutsutaan ”drag crisis”-termillä, jossa kappaleen ilmanvastus pienenee turbulenttisen rajakerroksen muodostuessa.

Kuva 1 Pallon ilmanvastus Reynoldsin luvun funktiona (lähde: NASA – http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/dragsphere.html)