在空氣當(dāng)中，為什么表面粗糙的小球比表面光滑的小球運(yùn)動(dòng)的距離更遠(yuǎn)
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高爾夫球剛盛行時(shí) 人們用的球體是光滑的皮革制球體，之后人們發(fā)現(xiàn)，表面粗糙有劃痕的球體要比光滑的新球運(yùn)動(dòng)距離更遠(yuǎn)。根據(jù)伯努利定律一定是因?yàn)榇植谛∏虮裙饣∏虻膲翰钭枇π?，那么為什么么粗糙的小球比光滑的小球壓差阻力小呢？是什么讓粗糙的小球抓住氣?.. 高爾夫球剛盛行時(shí) 人們用的球體是光滑的皮革制球體，之后人們發(fā)現(xiàn)，表面粗糙有劃痕的球體要比光滑的新球運(yùn)動(dòng)距離更遠(yuǎn)。根據(jù)伯努利定律一定是因?yàn)榇植谛∏虮裙饣∏虻膲翰钭枇π?，那么為什么么粗糙的小球比光滑的小球壓差阻力小呢？是什么讓粗糙的小球抓住氣流而形成較小的低壓區(qū)呢？ 展開(kāi)
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- 悠然天龍r 2013-01-08 00:00:00
- 我是學(xué)飛行器設(shè)計(jì)的，我從空氣動(dòng)力學(xué)的角度給你分析。首先，流動(dòng)分為層流和湍流兩種，層流的摩擦阻力要遠(yuǎn)小于湍流的摩擦阻力。然后，由于流體的流動(dòng)有粘性，因此流體在一定程度上可以附著在物體表面。但是由于粘性不夠，當(dāng)流動(dòng)到一定程度上流動(dòng)就會(huì)發(fā)生分離，形成一個(gè)逆壓梯度區(qū)，使得物體前面的壓強(qiáng)要大于后面的壓強(qiáng)，形成一個(gè)壓力差，這叫壓差阻力。由于湍流的粘性要大于層流，因此湍流的分離要比層流靠后，使得湍流后部的壓力較大，這樣的話壓差阻力就會(huì)小一點(diǎn)。總的來(lái)說(shuō)，物體的阻力包含摩擦阻力以及壓差阻力，當(dāng)然還有其他阻力，比方說(shuō)誘導(dǎo)阻力、干擾阻力等，這里不予考慮。雖然光滑小球的摩擦阻力要小于粗糙小球，但壓差阻力可能會(huì)大于粗糙小球，這樣就有可能出現(xiàn)在一定的雷諾數(shù)下，粗糙小球的總阻力要小于光滑小球。阻力小了，距離就遠(yuǎn)了。
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- 天*南靖真 2009-09-10 00:00:00
- 高爾夫球的表面有許多凹洞，有何作用呢? 事實(shí)上，本來(lái)球是圓滑沒(méi)有凹洞的，在偶然中，發(fā)現(xiàn)有凹洞的球居然比表面圓滑的球飛的更遠(yuǎn).依數(shù)據(jù)顯示，例如:以現(xiàn)狀的高爾夫球能打二百公尺遠(yuǎn)的人，以同樣的方式來(lái)打表面圓滑的球，僅達(dá)四十公尺.弄成凹洞狀的另一理由是，可因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力(lift). 那么，為什么有凹洞的飛得遠(yuǎn)?而表面圓滑的本來(lái)以為空氣阻力較小，好像會(huì)飛的較遠(yuǎn)的，怎么會(huì)相反的呢?將高爾夫球置于空氣氣流中，一定為一層薄薄的界面層所包圍.此時(shí)，圓滑的球，其空氣界面層容易剝離，而在球后方產(chǎn)生空氣漩渦，使后方壓力降低，球前方壓力較，所以因壓力差導(dǎo)致球速下降.相對(duì)地，有凹洞的球，因界面層不易剝離，球后方之力下降不多，使得球飛得較遠(yuǎn). 還有一個(gè)長(zhǎng)一點(diǎn)的解釋版本: 高爾夫球表面之所以設(shè)計(jì)有許多小凹坑，其目的是讓高爾夫球飛得更遠(yuǎn)。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，一顆表面平滑的高爾夫球，經(jīng)職業(yè)選手擊出后，飛行距離大約只是表面有凹坑的高爾夫球的一半。 為了找出Z佳發(fā)射條件，高爾夫產(chǎn)業(yè)的工程師和科學(xué)家對(duì)球桿和球之間的撞擊進(jìn)行了深入的研究。撞擊通常只維持1/2000秒，它決定了球的速度、發(fā)射角以及球體的自旋速度。接著，球的飛行軌跡會(huì)受到重力以及空氣動(dòng)力學(xué)的影響。因此，空氣動(dòng)力學(xué)的Z佳化設(shè)計(jì)便成為讓高爾夫球飛得遠(yuǎn)的關(guān)鍵。 空氣對(duì)于任何在其中運(yùn)動(dòng)的物體，包括高爾夫球，都會(huì)施加作用力。把你的手伸出行駛中的車外，可以很容易地說(shuō)明這個(gè)現(xiàn)象?？諝鈩?dòng)力學(xué)家把這個(gè)力分成兩部分：升力及阻力。阻力的作用方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，而升力的作用方向則朝上。高爾夫球表面的小凹坑可以減少空氣的阻力，增加球的升力。 一顆高速飛行的高爾夫球，其前方會(huì)有一高壓區(qū)?？諝饬鹘?jīng)球的前緣再流到后方時(shí)會(huì)與球體分離。同時(shí)，球的后方會(huì)有一個(gè)紊流尾流區(qū)，在此區(qū)域氣流起伏擾動(dòng)，導(dǎo)致后方的壓力較低。尾流的范圍會(huì)影響阻力的大小。通常說(shuō)來(lái)，尾流范圍越小，球體后方的壓力就越大，空氣對(duì)球的阻力就越小。小凹坑可使空氣形成一層緊貼球表面的薄薄的紊流邊界層，使得平滑的氣流順著球形多往后走一些，從而減小尾流的范圍。因此，有凹坑的球所受的阻力大約只有平滑圓球的一半。 小凹坑也會(huì)影響高爾夫球的升力。一個(gè)表面不平滑的回旋球，會(huì)像飛機(jī)機(jī)翼般偏折氣流以產(chǎn)生升力。球的自旋可使球下方的氣壓比上方高，這種不平衡可以產(chǎn)生往上的推力。高爾夫球的自旋大約提供了一半的升力。另外一半則是來(lái)自小凹坑，它可以提供Z佳的升力。 大多數(shù)的高爾夫球有300～500個(gè)小凹坑，每個(gè)坑的平均深度約為0.025厘米。阻力及升力對(duì)凹坑的深度很敏感：即使只有0.0025厘米這么小的差異，也可以對(duì)軌跡和飛行距離造成很大的影響。小凹坑通常是圓形的，但其他的形狀也可以有的空氣動(dòng)力性能，例如某些公司生產(chǎn)的高爾夫球采用的是六角形
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倒置顯微鏡MI52-N下的液滴小球|微流控應(yīng)用
倒置顯微鏡 MI52-N 是一款高品質(zhì)的光學(xué)顯微鏡，可用于生物、醫(yī)學(xué)、教學(xué)等領(lǐng)域。其特殊的倒置設(shè)計(jì)使得觀察細(xì)胞樣品更加方便，同時(shí)其無(wú)限遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)和緊湊穩(wěn)定的高剛性主體，保證了顯微鏡的可升級(jí)性和穩(wěn)定性。在液滴小球微流控應(yīng)用中，倒置顯微鏡 MI52-N 可以搭配高速相機(jī)MS16-H實(shí)現(xiàn)對(duì)液滴的實(shí)時(shí)控制和觀測(cè)。
液滴小球微流控技術(shù)是一種先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，該技術(shù)利用微流控芯片和液滴操控技術(shù)，可以用極少耗材實(shí)現(xiàn)樣品的處理和控制。例如，可以使用倒置顯微鏡 MI52-N 相襯觀察技術(shù)觀測(cè)液滴的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，也可以用升級(jí)熒光觀察的MF52-N對(duì)液滴進(jìn)行熒光觀測(cè)，檢測(cè)樣品中是否存在特定的蛋白質(zhì)或分子。
同時(shí)，倒置顯微鏡 MI52-N 搭配高速相機(jī)還可以用于液滴的實(shí)時(shí)控制和觀測(cè)。例如，可以使用液滴微流控技術(shù)制備特定的液滴，并通過(guò)倒置顯微鏡 MI52-N 對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，研究液滴的運(yùn)動(dòng)和相互作用。
總之，倒置顯微鏡 MI52-N 是一種非常重要的實(shí)驗(yàn)室工具，可以用于液滴小球微流控應(yīng)用中的樣品預(yù)處理和后處理，以及液滴的實(shí)時(shí)控制和觀測(cè)。通過(guò)使用倒置顯微鏡 MI52-N可以進(jìn)行液滴小球微流控研究，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。
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一個(gè)簡(jiǎn)單的常規(guī)的微流體液滴小球產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由多通道壓力流量控制器OB1 MK3+，倒置光學(xué)顯微鏡和高速相機(jī)，微流體質(zhì)量流量計(jì)BFS1+和微流體流量傳感器MFS2、PDMS液滴芯片套裝及Emulseo FluoSurf HFE7500連續(xù)油相等組成。
只需要簡(jiǎn)單的三步（連接裝置，推入液體，調(diào)節(jié)流速），便可產(chǎn)生所需要的液滴小球。
如果動(dòng)手能力強(qiáng)的話，可以自行在實(shí)驗(yàn)室搭建顯微成像平臺(tái)（利用無(wú)限遠(yuǎn)平場(chǎng)物鏡、放大倍數(shù)的鏡筒和相機(jī)等的組合），也可以搭建液滴產(chǎn)生系統(tǒng)。
FluoSurf HFE7500或FC40氟化油具有生物相容性，兼容PDMS芯片，可以延長(zhǎng)PDMS芯片的使用壽命。我司備有大量的emulseo FluoSurf表面活性劑，隨時(shí)滿足您的應(yīng)用需要如單細(xì)胞分析、數(shù)字PCR、液滴小球包裹、細(xì)胞培養(yǎng)、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程控制、水凝膠合成、氫膠合成等。
下圖是FluoSurf表面活性劑和微流體液滴實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)的實(shí)物照片。
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