Sur le green, tout le monde veut croire qu'ils ont la technique parfaite en bas et le matos à assortir. Ils ont le swing réglé à la perfection, ils se vantent de la marque de balle qu'ils utilisent, leurs clubs sont le meilleur argent que l'on puisse acheter. Mais au bout du compte, la physique a autant à voir avec le golf que l'argent et la vantardise. Il n'aurait pas d'importance si vous aviez le swing, le club et l'état d'esprit parfait sans un facteur clé: les fossettes sur une balle de golf.
Le moment de l'impact entre le club et le ballon dure une fraction de seconde, et cet impact établit la vitesse, l'angle de lancement et la vitesse de rotation du ballon. Alors oui, cette fraction de seconde est importante, et vous devriez certainement continuer à travailler sur la bonne oscillation droite pour que l'impact compte. Mais après le moment de la connexion, il est temps de laisser la gravité et le mystère de l'aérodynamique travailler. C'est là que les fossettes entrent en jeu.
La réponse courte
Les fossettes sur une balle de golf et le motif dans lequel elles se trouvent influencent l'aérodynamisme de la balle. L'optimisation de la forme de la balle en créant ces petites marques de pock change la façon dont elle vole dans les airs, ce qui vous donne un meilleur tir sur ce trou en un. L'ajout de fossettes aux balles de golf crée une fine couche d'air qui adhère à la surface, minimisant la traînée derrière la balle et augmentant la portance de la balle, ce qui lui permet d'aller plus haut et d'avancer plus rapidement.
Comme Tom Veilleux, un scientifique principal, et Vince Simonds, directeur de la recherche aérodynamique, à la société Top-Flite Golf Company, ont déclaré à Scientific American : "Une balle de golf lisse frappée par un golfeur professionnel ne voyagerait qu'environ la moitié d'une balle de golf avec fossettes."
Les balles de golf n'étaient pas toujours aussi bien conçues; jadis, les balles de golf étaient en bois. Et, au 17ème siècle, c'était un article de spécialité en cuir et rembourré de plumes d'oie, explique Steve Quintavalla, ingénieur de la United States Golf Association. Dans les années 1900, les balles de golf étaient fabriquées à partir d'une sève d'arbre appelée gutta-percha, qui rebondissait mieux que les "plumes" des années 1600. Ces "gouttières" ont voyagé plus loin au fur et à mesure qu'elles étaient marquées et éraflées du jeu, et ainsi l'idée d'ajouter des fossettes aux balles de golf était née.
The Heady Answer
Alors, comment les fossettes affectent-elles exactement le vol d'une balle de golf?
Commençons par les faits: les balles de golf ont environ 300 à 500 fossettes, d'environ 0, 010 pouce de profondeur. Les fossettes sont traditionnellement sphériques, bien que d'autres formes puissent également être optimisées pour les performances aérodynamiques: le Callaway HX utilise des hexagones, par exemple, et ce changement était un gros problème lorsque la nouvelle balle a été annoncée en 2002.
Pour aller plus loin dans le vif du sujet, nous devons comprendre certaines idées clés de l'aérodynamique - principalement, la portance et la traînée , les deux composantes de la force exercée par l'air. La traînée s'oppose directement au mouvement, tandis que la portance est une force perpendiculaire qui aide à bien soulever la balle de golf en l'air. Le but est d'augmenter la portance et de diminuer la traînée pour faire avancer les objets, et les fossettes aident à le faire.
Lorsque la balle de golf vole, elle pousse l'air hors du chemin, créant un sillage turbulent derrière elle où le flux d'air est agité et a une pression d'air inférieure. Quintavalla dit que la zone de basse pression provoque une traînée parce qu'elle agit presque comme un vide, aspirant la balle de golf vers l'arrière.
Les fossettes créent de minuscules poches de turbulence; ceux-ci permettent à l'air passant devant la balle de se déplacer plus étroitement autour de la balle de golf en tant que flux d'air attaché, minimisant la zone de basse pression et la traînée globale. Le flux d'air attaché crée un sillage à basse pression plus étroit, ce qui signifie que le ballon n'est pas aspiré autant en arrière. En effet, le coussin d'air mince (la couche limite turbulente) signifie qu'une balle alvéolée peut avoir environ la moitié de la traînée d'une balle lisse et peut voyager presque deux fois plus loin.
Si vous êtes plutôt un apprenant visuel, voici Quintavalla présentant la physique à l'aide de diagrammes:
Les fossettes optimisent également la force de portance, une autre pièce du puzzle aérodynamique. En termes simples, le backspin d'une balle de golf redirige l'air vers le bas lorsqu'elle se déplace à travers elle, ce qui produit une force vers le haut (rappelez-vous: c'est la portance ) grâce à la troisième loi de Newton (chaque action a une réaction égale et opposée, au cas où vous auriez besoin d'un rappel de cette physique du lycée).
Lorsque la balle tourne en arrière, le bord supérieur tourne dans le même sens que le flux d'air qui se déplace au-dessus. En raison de la friction, ce flux d'air sur le dessus est entraîné autour de la balle et vers le bas derrière elle. Le fond de la balle tourne dans la direction opposée au flux d'air, cependant, et ne peut pas être dévié vers le haut, donc une zone de haute pression s'accumule. Étant donné que l'air du haut est dévié vers le bas, il doit y avoir une force égale et opposée vers le haut à partir de cette zone de haute pression (merci encore, Newton's 3rd), également connue sous le nom d'effet Magnus. Ce déséquilibre de pression crée une portance, et les fossettes sur la balle exagèrent ces effets.
Donc, la prochaine fois que vous vous dirigerez vers le cours et que vous voudrez impressionner vos amis, vous pourrez certainement entrer dans la force Magnus et son effet sur le backspin. Vous pourriez simplement dire que les fossettes sur une balle de golf réduisent la traînée aérodynamique sur la balle et augmentent sa portance, la faisant aller plus loin, plus vite. Ou, vous pouvez cacher la vérité et vous en tenir à un vantard classique. Et si vous cherchez des greens pour jouer, voici les 9 trous de golf les plus durs d'Amérique.
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