高尔夫球运动已经存在了几个世纪,但有凹洞的高尔夫球只存在了不到100年。带凹洞的高尔夫球是在1908年由斯伯丁公司最先采用的,这种设计能使高尔夫球飞行的距离增加一倍。
这些凹洞实际上使一层薄空气完全围绕在球的四周。当轻微下旋击球时,通过有凹洞的高尔夫球顶部的风与球周围其余部位的风都吹向相同方向,这就在球的上方形成了一个低压区。空气一直沿着球的表面被传送到球的下侧,在这里迎面遇到了风,这样就降低了传播的速度,并且在球的下方形成了一个高压区。
根据伯努利定律,这样的压力差异对球产生了升力。因此,由于高尔夫球上的凹洞导致风在球周围流动,从而产生了压力差。压力差形成更多的升力,使高尔夫球能够飞出两倍的距离。
曲线球是我们投出来的吗?曲线球利用伯努利定律,就像飞机机翼和铁饼利用升力帮助它们飞一样。然而,曲线球是利用压力差异使球斜着移动,而不是利用升力去飞。就像一个高尔夫球上的凹洞能使一薄层的空气围着球传送一样,棒球上的缝合线也能做到这一点。当投手给球一个旋转时,在球的一边的空气层运动方向与气流一致,而另一边的空气层运动方向与气流相反。因为气流而造成的差异产生了压力差异,它们转化成斜着的升力,叫做偏转力。
正是这种偏转力使球弯向一边从而迷惑击球员。什么形状是最佳流线型?有人认为一个物体越窄,越像针形,它受到的阻力就会越小。尽管针头很容易切入风中,问题却出在针尾,在针尾,风变得混乱并形成小涡流,这些涡流阻碍了风的流线型运动。流线型的最佳形状是根据物体的速度而定的。
就低于音速的速度而言,最佳的流线型的形状是泪珠的形状。泪珠有一个滚圆的鼻状物,因为向后运动逐渐变细,形成一个窄而匀称的尾巴,逐渐把周围的空气收拢到一起,而不是形成涡流。对于喷气式飞机或者子弹可能达到的高速度,其他的形状可能会更好。因为混乱的流动,最小的阻力来自物体所具有的一个钝的尾部,它有意地引起湍流。其余的空气在物体后面的湍流区域的边缘平稳流过。