工作原理:威浮球投球

工作原理:威浮球投球

自 1953 年发明以来,威浮球就一直让击球手上当,但科学家们直到最近才知道原因。拉斐特学院的机械工程师詹恩·斯特劳德·罗斯曼将威浮球放入风洞,测量了球周围的气流,得出结论:威浮球内外力的平衡变化是导致其极难击中的原因。

净力
球在飞行过程中,内力和外力的强度不断变化。力的净值决定了球的路径。


这些孔只出现在一侧。它们会干扰气流,增加球那半边的湍流。

外力
湍流越大,该侧的阻力越小,从而产生向上的“升力”。

涡流
空气冲入洞内,在洞内形成旋涡。球的方向、旋转和速度都会影响这些旋涡的形成。

内部力量
涡流产生的力量可以改变球的方向。在更快的投球中,内部力量通常会超过外部力量。

三种威浮球技巧

#

1.磨损

刮擦孔之间的光滑表面可使该侧产生更多湍流,从而增强曲线。不对称是关键,因此只刮擦一侧。

#

  1. 打开

扩大孔洞或者使孔洞边缘光滑,可以增加内部气流,并使其成为控制力,使球向坚固的一侧破裂。

#

  1. 堵塞

覆盖或使选定的孔洞变形可以促使形成多个不同大小的涡流,从而产生更为剧烈的曲线。

投掷一个无法击中的指节球

以轻松的速度抛球,不要旋转,这样抛出时球洞就会朝向击球手。在这种方向,内力和外力处于一种危险的平衡状态:如果球稍微转动(而且确实会转动),主导气流就会发生改变,从而产生戏剧性且不可预测的破裂。

继续阅读“它的工作原理:电动赛车、私人月球登陆器等”

本文原载于《大众科学》杂志2014年4月号

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