题目

为什么表面布满小坑的球在空中飞行时受到的空气阻力比表面光滑的等体积的小球受到的空气阻力小?

提问时间：2020-11-03

答案

球在空中飞行,一定为一层薄薄的空气气流界面层所包围.
若是圆滑的球,其空气界面层容易剥离,而在球后方产生空气漩涡,使后方压力降低,球前方压力较,所以因压力差导致球速下降.
相对地,有凹洞的球,因界面层不易剥离,球后方之力下降不多,使得球飞得较远.
想想高尔夫球就知道了.
一颗高速飞行的高尔夫球,其前方会有一高压区.空气流经球的前缘再流到后方时会与球体分离.同时,球的后方会有一个紊流尾流区,在此区域气流起伏扰动,导致后方的压力较低.尾流的范围会影响阻力的大小.通常说来,尾流范围越小,球体后方的压力就越大,空气对球的阻力就越小.小凹坑可使空气形成一层紧贴球表面的薄薄的紊流边界层,使得平滑的气流顺着球形多往后走一些,从而减小尾流的范围.因此,有凹坑的球所受的阻力大约只有平滑圆球的一半.