パットで
ボール・地面相互作用／摩擦・転がり抵抗
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まず答え
ボールと芝面の摩擦は、接触面でボールの滑りや転がりに逆らい、前進速度や回転を変える作用です。パット直後の滑っている区間と、純転がり後の転がり抵抗では状態が違い、グリーン全体を1つの固定した摩擦係数だけで表すことはできません。
詳しい解説
パットしたボールと芝面の間では、接触状態に応じて摩擦の働き方が変わります。打ち出し直後にボールが芝面に対して滑っている間は、接触面の摩擦が前進速度と回転の両方を変え、滑りを減らして純転がりへ近づけます。純転がりに入った後も、ボールや芝の変形、微小な接触などによる転がり抵抗が残るため、ボールは徐々に減速して止まります。
Daemiらは、ゴルフボールが滑りを伴って転がり始め、そこから転がり摩擦の状態へ移る一般化モデルを示しています。つまり「滑っているボール」と「純転がりしているボール」では、同じ摩擦という言葉でも力学的な状態が同じではありません。
さらにBurrittとHenriksonは、複数のパッティング面でボールの転がり全体を撮影し、一定の転がり摩擦係数を使うモデルと、速度に応じて変わる係数を使うモデルを比較しました。実験では、転がり摩擦係数の速度依存性が表面ごとに異なり、4面のうち3面と残り1面では速度低下に伴う変化の方向まで異なりました。
したがって「このグリーンの摩擦係数は常に一定」「摩擦が大きいほど必ず悪い」と単純化するのは適切ではありません。実戦や計測では、スキッド区間なのか純転がり区間なのかを分け、ボール速度、芝面、傾斜、水分などの条件をそろえて比較する必要があります。