本文由公众号 “把科学带回家” 提供

给孩子最好的科学教育

足球要用几块皮拼起来，并不是因为“穷”，也不是因为这样好看，而是为了让它别那么光滑。

作为一个球，你可不能太“脚滑”

说足球之前，咱们先来说说高尔夫球，因为它有一个让人大跌眼镜的现象：越是光滑的高尔夫球，越是飞不远。

图片作者：Wolfye

相差可以有多大呢？同等用力的情况下，粗糙球的飞行距离可以是光滑球的5倍！

这实在是有违人们的正常认知，我们都认为，球形是最完美的形体，表面越是光滑，则在飞行的过程中，球面与大气的摩擦就越少，同等用力的情况下，理应飞得越远。

但是，高尔夫球不是这样。

早前，比赛用的高尔夫球，其里面是用羽毛填充，再用皮革包裹起来，这样的球很难做出标准的球体。1898年后，高尔夫球的制作材料逐渐被橡胶替代，但人们却在这时发现了一个奇怪的现象：使用时间越长的球，打得越远。

这引起了当时人们的好奇，经过摸索，终于找到了原因，原来，用橡胶的做的新球，其表面十分光滑，而使用时间很长以后，其表面的橡胶要么有的地方开裂了，要么就是有的地方磨损了，总之就是，球面相当粗糙。

这让人们意识到，高尔夫球的表面越是粗糙，打得就越远。所以，后来的高尔夫球表面不再是光滑的了，而是布满无数的“小酒窝”。

高尔夫球的变迁（图片来自1919年出版的《高尔夫50年》一书）

现在出售的高尔夫球，其表面大约有250-450个“小酒窝”，最高纪录是在一个球上有1070个小酒窝。

任教于浙江大学38年的毛根海教授，其在所著的书《奇妙的流体运动科学》一书中，有这么一个数据：

同等条件下，布满小酒窝的高尔夫球，它在飞行中所受到的阻力只有光滑球的一半，而飞行距离是光滑球的5倍。

问题来了，为什么粗糙球比光滑球飞得更远？原因很简单，先来看一个例子。

1968年，阿波罗8号飞船返回地球大气层时示意图（图片来自NASA）

如上图，飞船在返回地球大气层时，由于速度极高，飞船前方与大气剧烈冲撞，压力极高，反过来呢，后方的空间，压力很小，这是因为飞船高速下落时会排开空气，后方空气少了，压力当然就小了。而后方压力小会产生一种抽吸的力。

物体在流体中运动时，前后压力差所带来的阻力就叫做“形状阻力”。

现代核潜艇为什么全使用“水滴型”外形？这也是为了减少形状阻力。