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zoom RSS ゴルフボールの問題。長い距離をうむショットを打ち出す角度は何度が最適なの?

<<   作成日時 : 2015/10/27 07:01   >>

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★科学★
問題:学校の物理の授業では、重力とか加速度について学ぶ時間があります。空気の抵抗を無視した場合には、45度で打ち上げられた球や砲弾が1番遠くまで飛ぶ。そんな風に習いました。その答えを導き出す式のほうは忘れてしまいましたけど。
■いまは、理屈はわからなくてもちゃんと計算してくれるHPがあります。便利でありがたい。こんなのが高校時代にあったら、宿題をこなすのも楽だったでしょうね。
◇*HP「放物運動(初速と角度から計算) - 高精度計算サイト」
http://keisan.casio.jp/exec/system/1204505751
■上のHPの場合の放物運動では、空気の抵抗を計算に入れていません。そのため、教室で習った理屈どおり、打ち出し角度を45度にすると、いちばん遠くまで飛ぶ。そんな結果になります。
■パソコンの画面上とか教室の黒板上とは異なり、我々が生きている空間には空気があります。これが球の飛行を邪魔します。なかなか理論どおりには事は運びません。
■では、ゴルフボールの場合で考えてみましょう。最大飛距離をうむ打ち出し角度は、次のどれでしょうか? まっ、打ちっ放しやコースの常連ですと、つとにご存知のお話なのでしょうけれど。
[い]5〜9度
[ろ]10〜14度
[は]15〜19度
[に]20〜24度
[ほ]25〜29度
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[ろ]10〜14度
説明:割りと低い弾道のほうが遠くまで飛ぶようですね。
■ゴルフボールの場合、遠くまで飛ばす場合は必ずバックスピン(逆回転)がかかっているらしい。トップスピン(正回転)だと遠くまでは飛ばないようです。いわゆるチョロ(ちょっとしか球が進まない)になってしまうのかな。
■空気抵抗の中、逆回転の球が飛んでいくときには、マグナス力(マグヌス力とも)と呼ばれる力が発生するそうです*2。上昇時はブレーキとして、下降時はアクセルとして働くらしい。下の図は理想的な角度で打ち出された球です。
▼14度で打ち出した球
画像

■揚力が強いので落ちにくいらしい。もしこれが45度ですと、揚力とブレーキが同じ強さになるのかな。14度の場合と比べると、揚力は弱く、ブレーキは強くなるのでしょうね。
■なお、10〜14度という角度は、球の回転数が1分間あたり2500〜3000回転という一般的な飛球の場合だそうです。回転数が少なくなれば角度はあがるらしい。たとえば2000回転/分ですと、地面に落ちたあと転がる距離も含めた結果では、19度ぐらいで打ち出すほうが結果がいいらしい。まぁ、OB(オービー=アウト・オブ・バウンド、域外飛球)でなければそれだけで目出度いという初心者ゴルファーにとっては、14度も19度も変わらないのでしょうけれど。
◆参考*1:雑誌「ロングショットの秘密は14度程度の小さな打ち出し角」Newton (ニュートン) 2015年5月号46〜47頁、ニュートンプレス
◇*2HP「フォークボールはなぜ落ちるの? 町人思案橋・クイズ集/ウェブリブログ」
http://blog.q-q.jp/201207/article_2.html

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コメント(2件)

内 容 ニックネーム/日時
45度ぐらいの角度で打ち出すのが一番かと思ってましたが、けっこう低い角度なんですね。
ねこのひげ
2015/11/01 08:09
コメントをありがとうございます。

 意外に低い角度ですよね。
 ゴルフボールにはディンプルと呼ばれる浅くて小さな窪みがたくさんついています。あれのせいで、マグヌス力が強くなるのかもしれませんね。
(^^;)
ねこのひげ様<素町人
2015/11/01 20:00

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