Jaká zajímavá tajemství skrývá pikleball v očích inženýrů NASA?

Jsme v bodě, kdy všichni hrají pickleball, všichni hrají pickleball. Kurty na pickleball vznikají všude, dokonce i majitelé tenisových kurtů krachují, aby zrekonstruovali své kurty a přizpůsobili se tomuto novému typu sportu . V USA se pickleball stal nejrychleji rostoucím sportem již čtvrtý rok po sobě.

Podle obchodní asociace nyní hraje pickleball více než 13,6 milionu Američanů, což z něj činí nejrychleji rostoucí sport mezi novými hráči. Města, školy a pickleballové kluby vznikají všude a přitahují lidi všech věkových kategorií a původu.

Nedaleko od epicentra sportovního šílenství se nachází Phil Hipol, inženýr strukturální dynamiky s dlouholetou historií v leteckém průmyslu. Hipol napsal příručku o dynamických environmentálních kritériích pro NASA a další o vibracích a rázech pro toto odvětví.

A když začal hrát pickleball, najednou si uvědomil, že tento sport má mnoho společného s jeho oborem, od kinematiky míčku, textury povrchu rakety až po vibrace a charakteristické „puknutí“, které pickleball vytváří. Lidé říkají, že když Hipol jde na kurt na pickleball, nevidí raketu a míček, ale jen fyzikální vzorce kolem sebe.

Jedním ze základních fyzikálních principů, kterými se Pickleball řídí, je vrhací pohyb, který popisuje dráhu, kterou objekt absolvuje při pohybu vzduchem pod vlivem gravitace. Když je Pickleball zasažen raketou hráče, sleduje zakřivenou trajektorii zvanou parabolický oblouk, která je v podstatě stejná jako dráha letících objektů, jako jsou rakety.

Úhel a rychlost, s jakou je míč odpálen, v kombinaci s gravitací určují tvar a výšku trajektorie míče. Hráči mohou trajektorii míče ovládat úpravou úhlu čela rakety a síly svého švihu. „Je důležité být schopen předvídat dráhu míče, abyste mohli lépe orientovat raketu nebo se pozici na hřišti umístit tak, abyste míč vrátili požadovaným směrem,“ řekl Hipol.

„Znalosti v oblasti kinematiky nám umožňují řešit mnoho různých aspektů pohybu pickleballu, jako je rychlost, zrychlení, posunutí a doba letu míče. Kromě toho je třeba se zabývat i nárazovou silou rakety nebo povrchu kurtu, případně aerodynamickými efekty.“

V sérii článků zaměřených na Pickleballs vyvinul Hipol rovnice týkající se pohybu míče, rychlosti, odporu vzduchu a dokonce i opotřebení.

Dokonce napsal příručku s názvem Pickleball Science (Věda o pickleballu), která vysvětluje fyzikální principy hry a ukazuje těm, kteří chtějí hrát pickleball dobře, že potřebují také základní znalosti matematiky a fyziky, nejen nosit hezké oblečení, koupit si dobrou raketu a chodit na kurt, aby hráli dobře.

Zatímco nejrychlejší tenisový servis dosáhl rychlosti 263,4 km/h (rekord australského sportovce Sama Grotha z roku 2012), nejrychlejší servis Pickleballu dosáhl pouze 95,56 km/h (rekord amerického sportovce Rileyho Caseyho z roku 2024).

Hipolovy rovnice ukazují, že největší problém s nízkou rychlostí míčků v pickleballu není způsoben rozdíly v raketách, míčcích, materiálech nebo hmotnosti, ale něčím mnohem zásadnějším. Pravidla pickleballu vyžadují, abyste míč podávali níže než je váš pas, což ve většině případů znamená níže než je výška sítě.

Na základě tohoto pravidla platí, že čím blíže letí Pickleball k horní hranici sítě, tím vyšší rychlosti dosáhne. Hipol použil vzorce k výpočtu, že většina podání Pickleball obvykle dosáhne v horní části sítě maximální rychlosti pouze 64 km/h.

Pokud ale hráči využijí znalosti jevu zvaného Magnusův efekt, mohou zvýšit rychlost svého podání až na maximálně 105 km/h. Rekord Rileyho Caseyho 95,56 km/h je tedy teoreticky stále dosažitelný, a to i pro amatérské hráče.

Magnusův jev je pojmenován po Heinrichu Gustavu Magnusovi, německém fyzikovi, který jej studoval v 19. století. Magnus objevil, že pokud objekt ve vzduchu letí a zároveň se otáčí, může se měnit jeho trajektorie a rychlost.

Hipol to aplikuje na podání u pickleballu a říká, že posouváním rakety po míčku a jeho rotací směrem nahoru technikou zvanou „topspin“ mohou hráči urychlit pohyb vzduchu nad pickleballem, zatímco vzduch pod ním se pohybuje pomaleji. Výsledkem je síla směřující dolů, která tlačí míček dolů rychleji a zároveň mu pomáhá udržovat vysokou rychlost při dopadu na zem.

Hráči pickleballu, kteří rozumí tomu, jak používat topspin, by si měli dále zlepšit techniku nebo si vybrat raketu, která dokáže zvýšit množství topspinu v jejich úderech. Kromě toho by se všichni hráči měli naučit, jak používat topspin k zpestření svých úderů a udržet soupeře v napětí.

Řekněme, že máte perfektní topspin, který vytvoří rychlost míče 105 km/h. Otázkou je, zda váš úder může být vítězný z jediného úderu, nebo ne? To závisí na době letu míče, vzdálenosti mezi dvěma hráči a kritické rychlosti reakce lidského svalu.

Při podání je vzdálenost mezi dvěma hráči stojícími diagonálně napříč kurtem obvykle 12–14 metrů. Topspin vám míč přinese za 0,41–0,48 sekundy. Pro srovnání, výzkum ukazuje, že nejrychlejší lidská reakční doba na jednoduché úkoly je obvykle mezi 0,1 a 0,2 sekundami. To platí pro zdravé lidi, zejména pro sportovce nebo dobře trénované mladé lidi.

Pokud však jde o složité reflexy, například když potřebujeme rozlišovat mezi více podněty nebo se rozhodovat, například sledovat trajektorii míče, volit, zda zasáhnout doleva nebo doprava, je naše reakční doba často pomalejší a prodlužuje se na přibližně 0,2 až 0,4 sekundy. Naštěstí je to stále doba potřebná k zablokování perfektní topspinové rotace soupeře.

Pokud se však nejedná o podání, ale o úder k síti, kde je vzdálenost mezi oběma hráči zkrácena na 5 metrů, budete muset reagovat do 0,17 sekundy. To je téměř limit vědomé lidské reakce. Takže pokud odpálíte topspiny u sítě, téměř jistě bod vyhrajete.

Každého nového hráče pickleballu překvapí jedna věc: jeho hlasitost, konkrétně jedinečné „prasknutí“, které vychází z rakety při úderu do míčku. Hipol říká, že tento zvuk může dosáhnout až 120 decibelů (dB). Pro srovnání, 120 dB je zhruba hlasitost úderu kladiva do hřebíku nebo sirény projíždějící sanitky.

Ale jak mohl být zvuk tak hlasitý? Hipol říká, že v tomto případě „hlasitost nespočívá v míčku, ale v raketě“. Většina pickleballových raket má tvrdý povrch a krátká doba, po kterou se raketa dotkne míčku – jen asi 4 milisekundy – způsobí, že se rozvibruje jako kůže bubnu.

Výrobci raket na pickleball, aby snížili hmotnost a zvýšili elasticitu, vyrobili vnitřek rakety dutou voštinu. Právě tato dutina zesiluje zvuk a voština vytváří rezonanční zvuk, který ho posouvá až na 120 dB.

Z tohoto důvodu si v USA mnoho lidí žijících v blízkosti pickleballových hřišť začalo stěžovat na hlukové znečištění způsobené tímto sportem. Někteří výrobci proto začali prodávat „tiché“ pálky, které podle Hipolu mohou obsahovat pěnový materiál uvnitř, který absorbuje část zvukových vln.

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