为什么会有这样的结果?记者采访了南京航空航天大学空气动力学系专家顾蕴松教授。顾蕴松告诉记者,球类物体在空气动力学中属于钝体,不是流线体,所以它们在空气中飞行时的受力就很复杂,也因此会出现各种不稳定的状态。但在其他条件相同的情况下(如踢球的力道、球的重量等),表面粗糙的球要比光滑的球飞得更远。这是为什么呢?
顾蕴松说,我们通常会以为粗糙的球会受到更大的阻力,但这只考虑到了摩擦阻力,球在飞行中还受到一个压差阻力,也就是作用在球的前后的阻力,这个阻力比摩擦力的影响更大。球在飞行时,会产生一个“边界层效应”,如果表面粗糙,会在球的边界产生各种湍流,这些湍流都会影响球的飞行速度和线路。在球体飞行时,表面越是粗糙的球,受到的压差阻力反而越小,也因此粗糙的球会飞得更远。
这一效应在球类运动上应用最明显的就是高尔夫球,在高尔夫球的表面,有很多规则的凹凸面,这些凹凸面是故意设计的,就是为了让球飞得更远。“以前足球设计成蜂窝状,估计也有这样一层考虑,因为蜂窝状足球拼接处多,在球面形成了凹凸。但为什么现在的球取消了这一设计,具体原因就不清楚了。”顾蕴松说,“不过足球不光要飞得远,还要容易控制,因此可能设计时要考虑很多因素。”