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Aerodinâmica das bolas de golfe

Por que as bolas voam?

A aerodinâmica das bolas de golfe é um tema a ser explorado e, muitas vezes, mal compreendido devido à escassez de real conhecimento. A falta de informação é a norma na mídia, na propaganda e até mesmo em documentos técnicos como registros de patentes. Seguem algumas destas idéias mal concebidas juntamente com a verdade.

Verdade #1, da introdução a Aerodinâmica I: Quando uma bola de golfe ou qualquer objeto sólido move-se pela atmosfera, uma fina camada de ar (camada limite) adere ao objeto e é arrastada juntamente com ele. Não há deslizamento entre o objeto e o ar. Portanto, a questão de "tração no ar" é irrelevante e sem significado. Deslizamento nunca ocorre independente da aspereza superficial.

Mito: Dimples criam sustentação
Por incrível que pareça, uma bola lisa voa a metade da distância de uma bola com dimples (as covinhas das bolas de golfe). Mas por quê? Muitos gurus de bolas de golfe explicariam que uma bola sem dimples não cria força de sustentação. Mas mais de 250 anos atrás, B.Robins demonstrou a existência da forca de sustentação em uma bola sem dimples girando. E qualquer partida de ping-pong oferece inúmeras evidências da força de sustentação atuando sobre bolas em rotação descrevendo curvas e mergulhos. O denominador comum, portanto, é a rotação e não dimples. A rotação que deforma o fluxo de ar fazendo com que a bola se comporte como um aerofólio ou asa.

Isso não significa que dimples não tenham efeito sobre a força de sustentação. Pelo contrário: eles influenciam tanto a direção quanto a intensidade da força de sustentação, especialmente em baixas velocidades.

O gráfico anterior mostra forças de sustentação em túnel de vento para bolas lisas e bolas com dimples em idênticas velocidades de 3,000 rpm (típicas da primeira porção de um drive). A bola lisa produz menos força de sustentação - equivalente a 1/3 ou 1/2 de seu peso, o que é significativo. Na verdade, é a rotação que cria sustentação. Dimples apenas ajustam a sustentação tornando-a mais útil para a bola de golfe.

A sustentação melhorada da bola com dimples é apenas parte da explicação para a maior distância conforme vimos acima. Os dimples cortam a força de arraste produzindo benefícios ainda mais importantes.

Mito: Dimples aumentam o arraste
Ouve-se com frequência que dimples aumentam a forca de arraste sobre a bola de golfe, mas compensam porque são necessários para criar sustentação. A maioria dos golfistas aceitaria este fato porque está de acordo com o bom senso comum. Uma bola lisa deslizaria pelo ar com menos atrito, certo? Então, uma bola com dimples estaria sujeita a maior atrito e mais arraste. Faz sentido, mas infelizmente, é totalmente falso.

Primeiro, conforme vimos, dimples não criam sustentação. Eles apenas a otimizam. E segundo, como mostra a História da Aerodinâmica das Bolas de Golfe, dimples reduzem substancialmente o arraste, criando uma camada limite turbulenta que reduz a esteira de ar na parte traseira da bola. Isso éconstatado pelos testes em túnel de vento mostrados no gráfico acima. Vê-se claramente que uma bola com dimples é sujeita a forcas de arraste muito menores, cerca de metade de uma bola lisa. Esta redução do arraste é a maior contribuição dos dimples.

Fonte: Brasil Golf