골프공에는 왜 구멍이 그렇게 많나요?

골프공의 표면에는 골프공이 더 멀리 날아갈 수 있도록 작은 움푹 들어간 부분이 많이 디자인되어 있습니다. 표면이 매끄러운 골프공은 프로선수가 친 후 표면에 딤플이 있는 골프공에 비해 절반 정도의 거리를 날아간다는 통계가 나왔습니다.

최적의 발사 조건을 찾기 위해 골프 산업 엔지니어와 과학자들은 클럽과 공 사이의 영향에 대한 심층적인 연구를 수행했습니다. 충격은 일반적으로 1/2000초에 불과하며 공의 속도, 발사 각도 및 회전 속도를 결정합니다. 다음으로 공의 궤적은 중력과 공기역학의 영향을 받습니다. 따라서 골프공을 멀리 날아가게 하기 위해서는 최적의 공기역학적 설계가 핵심이 됩니다.

공기는 골프 공을 포함하여 공기를 통해 움직이는 모든 것에 힘을 가합니다. 이 현상은 움직이는 자동차 밖으로 손을 내밀면 쉽게 설명할 수 있습니다. 공기 역학자들은 이 힘을 양력과 항력의 두 부분으로 나눕니다. 드래그는 운동 방향의 반대 방향으로 작용하고 양력은 위쪽 방향으로 작용합니다. 골프공 표면의 작은 딤플은 공기 저항을 줄이고 공의 양력을 증가시킬 수 있습니다.

고속으로 날아가는 골프공 앞에는 고기압 영역이 있습니다. 공기는 공의 앞쪽 가장자리를 지나 흐르다가 뒤쪽으로 흐르면서 공에서 분리됩니다. 동시에 공 뒤에는 난류가 발생하여 공기 흐름이 기복이 생기고 교란되어 공 뒤의 압력이 낮아지게 됩니다. 항적의 정도는 항력의 양에 영향을 미칩니다. 일반적으로 후류 범위가 작을수록 공 뒤의 압력은 커지고 공에 대한 공기 저항은 작아집니다. 작은 딤플은 공기가 공 표면 가까이에 얇은 난류 경계층을 형성하게 하여 부드러운 공기 흐름이 구형 모양을 더 뒤로 따르게 하여 후류의 범위를 줄일 수 있습니다. 따라서 움푹 들어간 공은 매끄럽고 둥근 공에 비해 저항력이 절반 정도만 발생합니다.

작은 보조개도 골프공의 리프팅에 영향을 미칠 수 있습니다. 표면이 고르지 않은 회전하는 공은 공기 흐름을 편향시켜 비행기 날개처럼 양력을 생성합니다. 공의 회전으로 인해 공 아래의 공기압이 공 위보다 높아지게 되고, 이러한 불균형으로 인해 위쪽으로 밀게 됩니다. 골프공의 스핀은 리프트의 약 절반을 제공합니다. 나머지 절반은 최적의 리프트를 제공하는 작은 보조개에서 나옵니다.

대부분의 골프공에는 300~500개의 작은 딤플이 있으며, 각 딤플의 평균 깊이는 약 0.025cm입니다. 드래그와 리프트는 딤플의 깊이에 민감합니다. 0.0025cm의 작은 차이도 탄도와 비행 거리에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 딤플은 일반적으로 둥글지만 일부 회사에서 골프공에 사용하는 육각형 모양과 같은 다른 모양도 뛰어난 공기역학적 특성을 가질 수 있습니다.