في نظر مهندسي وكالة ناسا، ما هي الأسرار المثيرة للاهتمام التي تخفيها لعبة البيكلبول؟

لقد وصلنا إلى مرحلة أصبح فيها الجميع يلعبون البيكلبول. ملاعب البيكلبول تنتشر في كل مكان، حتى أصحاب ملاعب التنس يُفلسون لتجديد ملاعبهم لمواكبة هذا النوع الجديد من الرياضة . في الولايات المتحدة، أصبحت البيكلبول أسرع الرياضات نموًا للعام الرابع على التوالي.

وفقًا لإحدى الجمعيات المهنية، يلعب أكثر من 13.6 مليون أمريكي لعبة البيكلبول، مما يجعلها الرياضة الأسرع نموًا بين اللاعبين الجدد. تنتشر البلدات والمدارس ونوادي البيكلبول في كل مكان، جاذبةً الناس من جميع الأعمار والخلفيات.

ليس بعيدًا عن مركز شغف هذه الرياضة، يقف فيل هيبول، مهندس ديناميكيات هيكلية ذو خبرة طويلة في صناعة الطيران والفضاء. ألّف هيبول دليلًا إرشاديًا حول معايير البيئة الديناميكية لوكالة ناسا، ودليلًا آخر حول الاهتزازات والصدمات لهذه الصناعة.

وعندما بدأ بلعب البيكلبول، أدرك فجأةً أن هذه الرياضة تتشابه كثيرًا مع تخصصه، بدءًا من حركية الكرة، وملمس سطح المضرب، وصولًا إلى الاهتزازات والفرقعة المميزة التي تُحدثها. يُقال إنه عندما يذهب هيبول إلى ملعب البيكلبول، لا يرى المضرب والكرة، بل فقط المعادلات الفيزيائية من حوله.

أحد المبادئ الفيزيائية الأساسية التي تحكم لعبة بيكلبول هو حركة الرمي، التي تصف المسار الذي يسلكه الجسم أثناء حركته في الهواء تحت تأثير الجاذبية. عندما تصطدم كرة بيكلبول بمضرب اللاعب، فإنها تتبع مسارًا منحنيًا يُسمى القوس المكافئ، وهو مسار مشابه لمسار الأجسام الطائرة كالصواريخ.

تُحدد زاوية وسرعة ضرب الكرة، بالإضافة إلى الجاذبية، شكل وارتفاع مسارها. يمكن للاعبين التحكم في مسار الكرة بتعديل زاوية وجه المضرب وقوة تأرجحهم. يقول هيبول: "من المهم أن تكون قادرًا على التنبؤ بمسار الكرة حتى تتمكن من توجيه مضربك بشكل أفضل أو تمركز نفسك على أرض الملعب لإعادة الكرة في الاتجاه المطلوب".

تُمكّننا المعرفة في مجال علم الحركة من معالجة جوانب عديدة لحركة بيكلبول، مثل السرعة، والتسارع، والإزاحة، وزمن طيران الكرة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أيضًا دراسة قوة تأثير المضرب أو سطح الملعب، أو التأثيرات الديناميكية الهوائية.

في سلسلة من المقالات التي تركز على لعبة Pickleballs، قام Hipol بتطوير معادلات تتعلق بالحركة والسرعة ومقاومة الهواء وحتى تآكل الكرة والحياة.

بل إنه كتب كتابًا إرشاديًا بعنوان "علم لعبة البيكلبول" لشرح المبادئ الفيزيائية للعبة وإظهارها لأولئك الذين يريدون لعب البيكلبول بشكل جيد، حيث يحتاجون أيضًا إلى بعض المعرفة الأساسية بالرياضيات والفيزياء، وليس فقط ارتداء ملابس جميلة وشراء مضرب جيد والذهاب إلى الملعب للعب بشكل جيد.

في حين وصلت أسرع ضربة إرسال في لعبة التنس إلى سرعة 263.4 كم/ساعة (وهو رقم قياسي سجله الرياضي الأسترالي سام جروث في عام 2012)، فإن أسرع ضربة إرسال في لعبة بيكلبول وصلت إلى سرعة 95.56 كم/ساعة فقط (سجلها الرياضي الأمريكي رايلي كيسي في عام 2024).

تُظهر معادلات هيبول أن المشكلة الأكبر في بطء سرعة الكرة في لعبة بيكلبول لا تكمن في اختلاف المضارب أو الكرات أو المواد أو الأوزان، بل في أمرٍ أكثر جوهرية. تشترط قواعد بيكلبول إرسال الكرة من مستوى أقل من خصرك، وهو ما يعني في معظم الحالات انخفاضًا عن ارتفاع الشبكة.

بناءً على هذه القاعدة، كلما اقتربت كرة البيكلبول من قمة الشبكة، زادت سرعتها. استخدم هيبول معادلات رياضية لحساب أن معظم إرسالات البيكلبول لا تصل عادةً إلا إلى سرعة قصوى تبلغ 64 كم/ساعة عند قمة الشبكة.

لكن إذا استخدم اللاعبون معرفتهم بظاهرة تُسمى "تأثير ماغنوس"، فيمكنهم زيادة سرعة إرسالهم إلى حد أقصى قدره 105 كم/ساعة. لذا، لا يزال رقم رايلي كيسي القياسي البالغ 95.56 كم/ساعة في متناول اليد نظريًا، حتى بالنسبة للاعبين الهواة.

سُمّي تأثير ماغنوس نسبةً إلى هاينريش غوستاف ماغنوس، الفيزيائي الألماني الذي درسه في القرن التاسع عشر. اكتشف ماغنوس أنه إذا كان الجسم يطير ويدور في الهواء، فإن مساره وسرعته يمكن أن يتغيرا.

بتطبيق هذه التقنية على إرسال البيكلبول، يقول هيبول إنه بتحريك المضرب فوق الكرة، مع إعطاء دوران تصاعدي لها بتقنية تُسمى "الدوران العلوي"، يمكن للاعبين جعل الهواء فوق البيكلبول يتحرك بشكل أسرع، بينما يتحرك الهواء أسفله بشكل أبطأ. والنتيجة هي قوة هابطة تدفع الكرة للأسفل بشكل أسرع، مع مساعدتها أيضًا على الحفاظ على سرعتها العالية عند اصطدامها بالأرض.

ينبغي على لاعبي البيكلبول الذين يجيدون استخدام اللف العلوي تحسين أسلوبهم أو اختيار مضرب يزيد من قوة اللف العلوي في ضرباتهم. علاوة على ذلك، ينبغي على جميع اللاعبين تعلم كيفية استخدام اللف العلوي لتنويع ضرباتهم وإبقاء خصومهم في حيرة من أمرهم.

لنفترض الآن أن لديك دورانًا علويًا مثاليًا يُنتج سرعة كرة تبلغ 105 كم/ساعة، فالسؤال هو: هل ستكون ضربتك ناجحة بضربة واحدة؟ يعتمد ذلك على زمن طيران الكرة، والمسافة بين اللاعبين، وسرعة رد فعل العضلات الأساسية.

في الإرسال، تكون المسافة بين اللاعبين الواقفَين قطريًا عبر الملعب عادةً ١٢-١٤ مترًا. ضربة الدوران العلوي ستوصل الكرة إليك في غضون ٠.٤١-٠.٤٨ ثانية. للمقارنة، تُظهر الأبحاث أن أسرع رد فعل بشري للمهام البسيطة يتراوح عادةً بين ٠.١ و٠.٢ ثانية. وهذا ينطبق على الأصحاء، وخاصةً الرياضيين أو الشباب المُدرَّبين تدريبًا جيدًا.

ومع ذلك، عندما يتعلق الأمر بردود الفعل المعقدة، كما هو الحال عند التمييز بين مُحفِّزات مُتعددة أو اتخاذ قرارات، مثل تتبع مسار الكرة، أو اختيار ضربها يسارًا أو يمينًا، فإن زمن رد فعلنا غالبًا ما يكون أبطأ، ويتراوح بين 0.2 و0.4 ثانية. ولحسن الحظ، لا يزال هذا هو الوقت اللازم لصد ضربة توب سبين مثالية من خصمك.

مع ذلك، إذا لم تكن ضربة إرسال بل ضربة شبكة، حيث تُقلّص المسافة بين اللاعبين إلى 5 أمتار، فستحتاج إلى ردّ فعل خلال 0.17 ثانية. هذا يُقارب الحدّ الأقصى لردّ الفعل البشري الواعي. لذا، إذا سددت ضربةً علويةً عند الشبكة، فستفوز بالنقطة على الأرجح.

سيُفاجأ أي لاعب بيكلبول جديد بشيء واحد: شدة صوتها، وتحديدًا صوت "الفرقعة" الفريد الصادر من المضرب عند اصطدامه بالكرة. يقول هيبول إن هذا الصوت يمكن أن يصل إلى ١٢٠ ديسيبل. للمقارنة، يُعادل صوت المطرقة التي تدق مسمارًا أو صفارة سيارة إسعاف عابرة.

لكن كيف يُمكن للصوت أن يكون بهذه القوة؟ يقول هيبول إنه في هذه الحالة، "ليست الكرة هي السبب، بل المضرب هو السبب". تتميز معظم مضارب البيكلبول بسطح صلب، والوقت القصير الذي يلامس فيه المضرب الكرة - حوالي 4 ميلي ثانية - يجعلها تهتز كجلد الطبل.

لتقليل الوزن وزيادة المرونة، صنع مصنعو مضارب البيكلبول الجزء الداخلي من المضرب بشكل قرص العسل المجوف. هذا التجويف هو ما يُضخّم الصوت، ويُصدر قرص العسل صوتًا رنانًا يرفعه إلى ١٢٠ ديسيبل.

لهذا السبب، بدأ العديد من سكان الولايات المتحدة بالقرب من ملاعب البيكلبول يشكون من التلوث الضوضائي الناتج عن هذه الرياضة. لذا، بدأ بعض المصنّعين بتسويق مضارب "هادئة"، يقول هيبول إنها تحتوي على مادة رغوية بداخلها لامتصاص بعض الموجات الصوتية.

المصدر: https://khoahocdoisong.vn/trong-mat-ky-su-nasa-pikleball-an-chua-bi-mat-ly-thu-nao-post1543963.html