Yeni malzemeler ve matematiksel tasarım sayesinde golf topları bugün eskisinden çok daha uzağa gidiyor. Bu aslında kimya mühendisliği ve aerodinamiğin bir zaferidir. Tasarımın temelinde ise golf toplarının üzerinde bulunan çukurlar yer almaktadır.
Günümüzde bir golf topunun resmi maçlarda ve turnuvalarda kullanılabilmesi için belirli kriterleri karşılaması gerekir. Top 4,27 santimetre çapında olmalı ve maksimum ağırlığı 45,93 gramı geçmemelidir. Ayrıca üzerindeki çukur sayısı bile standartlara dahildir. Büyüklüğe göre değişse de bir golf topunda tam olarak 336 tane çukur vardır.
Golf Topları Tarih İçinde Nasıl Değişti?
Golf topunun üzerinde çukurlar olmasının nedeni, bir doğal seçilim hikayesidir. Başlangıçta golf topları pürüzsüz ahşap toplardı, daha sonra tüy dolu deri dikişli kürelere dönüştüler. Zamanla golfçüler, çok kullanılmış toplam yenilerinden daha uzağa gittiğini fark ettiler.
Bunun nedeni golf sopasının her vuruşunda topun üzerinde çukurlar ve ezikler oluşmasıydı. Sonunda da golf meraklıları, golf sahasında onlara avantaj sağlayan şeyi tercih ettiler. İşin içine mühendislerin yaptığı hesaplamalar karıştı.
Gerçekten de yüzeyi çukurlu olan golf topları, yüzeyi pürüzsüz olanlara göre neredeyse iki kat daha uzak mesafeye ulaşmaktadır. İlk golfçüler tarafından bilinmese de her bir çukur, hareket halindeki topun etrafındaki hava akışını keser. Bu da maruz kaldığı aerodinamik sürtünme miktarını azaltır. Ancak, çukurlu toplar neden pürüzsüz olanlardan daha hızlı hareket eder? Hadi bulalım.
Golf Topunun Üzerindeki Çukurların Hız ile İlişkisi Nedir?
Havada hareket eden her şey bir dizi kuvvetle karşı karşıyadır. Bir golf topunun daha ileriye gidebilmesi için ona etki eden kaldırma kuvvetini arttırmanız ve sürtünme kuvvetini azaltmanız gerekir. Topa vurduğunuz anda top havaya uçar ve ön tarafından geriye doğru bir hava akışı başlar. Top çok yüksek bir hızda hareket ettiğinden, hava akışındaki dalgalanma nedeniyle hava basıncının düşük olduğu bölgede bir türbülans bölgesi oluşur.
Yukarıdaki resimde de gördüğünüz gibi, topun ön kısmı ile temas eden hava, arka tarafta hızla ayrılır. Bunun sonucunda da topun arkasında çok daha geniş bir boşluk oluşur. Büyük bir boşluk daha fazla düşük hava basıncı anlamına gelir. Bu da daha güçlü bir sürtünme kuvveti demektir.
Ancak çukurlu bir topta hava akışı büyük ölçüde değişir. Çukurlar bu bölgenin boyutunun ve dolayısıyla topu yavaşlatan sürtünme miktarının azaltılmasını sağlarlar. Daha az sürtünme, yerçekimi topu tekrar yere indirmeden önce topun daha hızlı uçup daha uzağa gidebileceği anlamına gelir.
Hava küçük çukurlara girip çıkar, böylece topun arka tarafına doğru ayrışmadan önce topun yüzeyi üzerinde hareket ederek yavaşlar. Bu nedenle, topun arkasında çok daha küçük bir alan oluşur. Bu da sürtünmeyi, yani topun geriye doğru çekilmesini azaltır. Sonucunda da daha uzak mesafelere gider.
Çukurlu bir golf topu aynı zamanda topun havalanması esnasında da önemli bir avantaj sağlar. Backspin, topa vurulduktan sonra geriye doğru dönecek şekilde yapılan bir vuruştur. Bu dönüş yönü, topu yukarı doğru kaldıran bir kuvvet yaratır.
Backspin sayesinde, topun üst kısmındaki hava alt kısımdan daha hızlı geriye doğru hareket eder. Çukurlar sayesinde topun üzerinde düşük basınç ve topun altında yüksek basınçtan oluşan bir bölge oluşur. Basınç farkı kaldırma kuvvetini artırır ve topun daha uzun bir mesafe gitmesini sağlar.
Modern Golf Topu Nasıl Tasarlandı?
Golf topunun çukurlu yüzeyi zamanla çok şekil değiştirdi. 1848 yılında, gutta percha topu ters çukurlara sahipti ve sürtünmeyi en aza indirmek için çıkıntılı karelerden oluşan bir desenle kaplanmıştı. 1899 yılında Amerikalı mucitler Coburn Haskell ve Bertram Work, kauçuk bir gutta percha golf topunun patentini aldılar. Tasarımları, plastiklerin hayatımıza girdiği 1900’lerin başına kadar sürdü.
Sonrasında da işin içine matematik karıştı. Optimizasyon en iyi golf topu tasarımını bulmak da dahil olmak üzere pek çok olası çözümü olan bir problem için en iyi çözümü bulmayı sağlayan matematiksel bir yöntemdir. ( Daha fazla bilgi için: Matematikte Optimizasyon Nedir? Neden Önemlidir?)
1908 yılında Callaway Golf firması golf topunun tasarımı üzerinde çalışması için İngiliz mühendis William Taylor ile çalışmaya başladı.
Kendisi 220 tane altıgen ve 12 tane beşgenden oluşan kafes türü bir ağ fikrini ileri sürdü. Optimizasyon teknikleri, modelleme ve deneyler sonucunda bu altıgen ve beşgenlerin boyutları hesaplandı. Sonucunda da aerodinamik açıdan mükemmel hale gelmiş HEX topları ortaya çıktı.
Bu arada hatırlatalım. Golf topları ile ilgili yapılan çalışmalar devam ediyor.Belki de matematik sayesinde zaman içinde daha da mükemmel golf topları yapmayı keşfedebiliriz. Ayrıca göz atmak isterseniz: Falsolu Vuruşların Arka Planındaki Fizik Ve Magnus Etkisi
Kaynaklar ve İleri Okumalar:
- Why Do Golf Balls Have Dimples?; yayınlanma tarihi: 30 Mayıs 2019; Bağlantı: https://entertainment.howstuffworks.com
- How do dimples in golf balls affect their flight?; yayınlanma tarihi: 18 Temmuz 2005; Bağlantı: https://www.scientificamerican.com/
- Could RFID technology mean the end of lost golf balls?; Yayınlanma tarihi: 2 Eylül 2017; Bağlantı: https://thegolfnewsnet.com/
Matematiksel
