衝突・運動量伝達/速度変換
ボール初速が、クラブヘッドスピードより速くなるのはなぜ?
ボールが軽く、クラブ側の有効質量が大きいうえ、衝突後にクラブとボールが反発して離れるからです。衝突ではクラブの速度だけでなく、質量比と反発係数がボール初速を決めるため、ボール初速がクラブヘッドスピードを上回っても物理的に矛盾しません。
はい。ボール初速がクラブヘッドスピードを上回るのは、衝突では「クラブの速度をそのままボールへ渡す」のではなく、運動量の受け渡しと反発が同時に起こるからです。ゴルフボールはクラブ側の衝突方向の有効質量よりかなり軽く、クラブはインパクトで少し減速しながらボールを加速させます。さらにフェースとボールは一瞬変形し、元へ戻るときに互いに離れる方向へ反発します。単純な正面衝突では、ボール初速はクラブ速度だけでなく、両者の質量比と反発係数で決まるため、その比が1を超えてもエネルギー保存に反しません。実際の比率は、打点、スピンロフト、フェースの反発特性、有効質量などで変わります。
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