’Varför är det små gropar på golfbollar?’

Fråga:

Flyger golfbollar längre eller rakare än om de haft slät yta? Eller finns det något annat skäl till groparna?

Svar:

Groparna är faktiskt dubbelt hjälpsamma – de minskar luftmotståndet och ökar lyftkraften. En slät boll som slås av en duktig golfspelare skulle flyga bara hälften så långt som en vanlig boll med gropar, rapporterar Scientific American.

Träffen mellan golfklubban och bollen, som för övrigt inte varar längre än 0,0005 sekunder, avgör bollens utgångshastighet, utgångsriktning och rotation (skruv). Därefter styrs bollen av tyngdkraften och aerodynamiken – där den senare framför allt avgörs av bollens rotation och dess hastighet relativt vinden. Det säger Henrik Alfredsson, professor i strömningsfysik vid Kungliga Tekniska högskolan. Han fortsätter:

När bollen flyger fram genom luften strömmar luften kring den. Men strömningen är inte symmetrisk, och det beror på att luften ”släpper” från bollens yta strax efter det att den nått baksidan, man brukar säga att luftströmmen avlöser. Detta gör att trycket på baksidan blir lägre än på framsidan och sammantaget gör detta att trycket ger upphov till ett luftmotstånd.

Luften på ytan av bollen rör sig med bollens hastighet medan luften utanför det så kallade gränsskiktet, som bara är någon tiondels millimeter tjockt, inte påverkas. De små groparna på ytan gör nu att strömningen i gränsskiktet blir turbulent. Det skapas då många små virvlar som gör att luftströmmen kan följa bollens yta litet längre på baksidan än annars. Man kan säga att groparna gör bollen mer strömlinjeformad än vad den egentligen är. Rätt utformade gropar kan minska luftmotståndet med ungefär hälften jämfört med en slät boll.

Luftmotståndet är dock inte det enda som påverkar hur långt en golfboll når. Genom att ge bollen en underskruv kommer rotationen att avlänka luften som passerar runt bollen nedåt. Det betyder att luften påverkas av en nedåtriktad kraft. Newtons lag om reaktionskraften säger då att en lika stor kraft påverkar bollen uppåt, enligt samma princip som ger en flygplansvinge lyftkraft. Groparna på ytan gör att rotationseffekten blir starkare än för en slät boll, och därför blir också lyftkraften större.