בעיני מהנדסי נאס"א, אילו סודות מעניינים טומן בחובו פיקלבול?

חלק ממה שהופך את "פיקלבול" לכל כך מרתק הוא שהוא כרוך במגוון שלם של תופעות פיזיקליות מרתקות.

אנחנו בנקודה שבה כולם משחקים פיקלבול, כולם משחקים פיקלבול. מגרשי פיקלבול צצים בכל מקום, אפילו בעלי מגרשי טניס פושטים רגל כדי לשפץ את המגרשים שלהם כדי להסתגל לסוג ספורט חדש זה. בארה"ב, פיקלבול הפך גם לענף הספורט הצומח ביותר זו השנה הרביעית ברציפות.

על פי איגוד סחר, יותר מ-13.6 מיליון אמריקאים משחקים כיום פיקלבול, מה שהופך אותו לספורט הצומח ביותר בקרב שחקנים חדשים. עיירות, בתי ספר ומועדוני פיקלבול צצים בכל מקום, ומושכים אליהם אנשים מכל הגילאים והרקעים.

לא רחוק ממוקד שיגעון הספורט נמצא פיל היפול, מהנדס דינמיקה מבנית בעל היסטוריה ארוכה בתעשיית התעופה והחלל. היפול כתב מדריך על קריטריונים סביבתיים דינמיים עבור נאס"א, ומדריך נוסף על רעידות וזעזועים עבור התעשייה.

וכשהוא התחיל לשחק פיקלבול, הוא פתאום הבין שלספורט הזה יש קווי דמיון רבים עם התחום העיקרי שלו, החל מהקינמטיקה של הכדור, דרך מרקם משטח המחבט ועד לוויברציות וה"פופ" האופייני שפיקלבול יוצר. אנשים אומרים שכאשר היפול הולך למגרש הפיקלבול, מה שהוא רואה זה לא את המחבט והכדור, אלא רק נוסחאות פיזיקה סביבו.

אחד מעקרונות הפיזיקה הבסיסיים השולטים בפיקלבול הוא תנועת הזריקה, המתארת ​​את המסלול שעובר חפץ כשהוא נע באוויר תחת השפעת כוח הכבידה. כאשר פיקלבול נפגע על ידי מחבט של שחקן, הוא עוקב אחר מסלול מעוקל הנקרא קשת פרבולית, שהוא למעשה זהה למסלולם של חפצים מעופפים כמו רקטות.

הזווית והמהירות בהן הכדור נפגע, בשילוב עם כוח הכבידה, קובעות את צורת וגובה מסלול הכדור. שחקנים יכולים לשלוט במסלול הכדור על ידי התאמת זווית פני המחבט וכוח החבטה שלהם. "חשוב להיות מסוגלים לחזות את נתיב או מסלול הכדור כדי שתוכלו לכוון טוב יותר את המחבט שלכם או למקם את עצמכם על המגרש כדי להחזיר את הכדור לכיוון הרצוי", אמר היפול.

"ידע בתחום הקינמטיקה מאפשר לנו להתייחס להיבטים רבים ושונים של תנועת פיקלבול כגון מהירות, תאוצה, תזוזה וזמן מעוף הכדור. בנוסף, יש להתייחס גם לכוח הפגיעה של המחבט או משטח המגרש, או להשפעות אווירודינמיות."

בסדרת מאמרים שהתמקדו בכדורי חמוץ, היפול פיתח משוואות הקשורות לתנועה, מהירות, התנגדות אוויר ואפילו בלאי ואורך חיים של הכדור.

הוא אפילו כתב מדריך, "מדע פיקלבול", כדי להסביר את העקרונות הפיזיים של המשחק ולהדגים לאלו שרוצים לשחק פיקלבול היטב, שהם צריכים גם ידע בסיסי במתמטיקה ובפיזיקה, לא רק ללבוש בגדים יפים, לקנות מחבט טוב וללכת למגרש כדי לשחק היטב.

בעוד שהגשת הטניס המהירה ביותר הגיעה למהירות של 263.4 קמ"ש (שיא שנקבע על ידי האתלט האוסטרלי סם גרות' בשנת 2012), הגשת הפיקלבול המהירה ביותר הגיעה רק ל-95.56 קמ"ש (שנקבע על ידי האתלט האמריקאי ריילי קייסי בשנת 2024).

המשוואות של היפול מראות שהבעיה הגדולה ביותר עם מהירויות כדור איטיות בפיקלבול אינה נובעת מהבדלים במחבטים, כדורים, חומרים או משקלים, אלא ממשהו הרבה יותר בסיסי. חוקי הפיקלבול דורשים ממך להגיש את הכדור נמוך יותר מגובה המותניים שלך, מה שברוב המקרים אומר נמוך יותר מגובה הרשת.

בהתבסס על כלל זה, ככל שהפיקלבול מתקרב יותר לראש הרשת, כך הוא יגיע למהירות גבוהה יותר. היפול השתמש בנוסחאות כדי לחשב שרוב הגשות הפיקלבול מגיעות בדרך כלל למהירות מרבית של 64 קמ"ש, בחלק העליון של הרשת.

אבל אם שחקנים משתמשים בידע על תופעה הנקראת אפקט מגנוס, הם יכולים להגדיל את מהירות ההגשה שלהם למקסימום של 105 קמ"ש. אז השיא של ריילי קייסי, 95.56 קמ"ש, תיאורטית עדיין בהישג יד, אפילו על ידי שחקנים חובבים.

אפקט מגנוס נקרא על שם היינריך גוסטב מגנוס, פיזיקאי גרמני שחקר אותו במאה ה-19. מגנוס גילה שאם גוף עף ומסתובב באוויר, מסלולו ומהירותו יכולים להשתנות.

בהחיל את הטכניקה הזו על הגשת כדור פיקלבול, אומר היפול שעל ידי החלקת המחבט מעל הכדור, ומעניק לו סיבוב כלפי מעלה בטכניקה הנקראת "טופ-ספין", שחקנים יכולים לגרום לאוויר שמעל הכדור לנוע מהר יותר, בעוד שהאוויר שמתחתיו נע לאט יותר. התוצאה היא כוח כלפי מטה שדוחק את הכדור למטה מהר יותר, ובמקביל עוזר לו לשמור על מהירות גבוהה כשהוא פוגע בקרקע.

שחקני פיקלבול שמבינים כיצד להשתמש בטופספיין צריכים לשפר עוד יותר את הטכניקה שלהם או לבחור מחבט שיכול להגדיל את כמות הטופספיין בחבטות שלהם. יתר על כן, כל השחקנים צריכים ללמוד כיצד להשתמש בטופספיין כדי להוסיף גיוון לחבטות שלהם ולשמור על יריביהם מנחשים.

עכשיו, נניח שיש לכם סיבוב גב מושלם שמייצר מהירות כדור של 105 קמ"ש, השאלה היא האם המכה שלכם יכולה להיות מנצחת במכה אחת או לא? זה תלוי בזמן המעוף של הכדור, במרחק בין שני השחקנים ובמהירות התגובה הקריטית של השרירים של האדם.

בהגשה, המרחק בין שני השחקנים העומדים באלכסון על פני המגרש הוא בדרך כלל 12-14 מטרים. חבטה בסיבוב טופ-ספין תביא את הכדור אליך תוך 0.41-0.48 שניות. לשם השוואה, מחקרים מראים שזמן התגובה האנושי המהיר ביותר למשימות פשוטות הוא בדרך כלל בין 0.1 ל-0.2 שניות. זה נכון עבור אנשים בריאים, במיוחד ספורטאים או צעירים מאומנים היטב.

עם זאת, כשמדובר ברפלקסים מורכבים, כמו כאשר עלינו להבחין בין גירויים מרובים או לקבל החלטות, כמו מעקב אחר מסלול הכדור, בחירה האם לחבוט שמאלה או ימינה, זמן התגובה שלנו לרוב איטי יותר, ונמשך כ-0.2 עד 0.4 שניות. למרבה המזל, זה עדיין הזמן שלוקח לחסום סיבוב גב מושלם מהיריב.

עם זאת, אם לא מדובר בהגשה אלא בזריקה לרשת, כאשר המרחק בין שני השחקנים מצטמצם ל-5 מטרים, תצטרכו להגיב תוך 0.17 שניות. זהו כמעט גבול זמן התגובה האנושי המודע. לכן, אם תבצעו סיבוב גב ברשת, כמעט בוודאות תזכו בנקודה.

כל שחקן פיקלבול חדש יופתע מדבר אחד: עוצמת הקול שלו, ובמיוחד ה"פופ" הייחודי שמגיע מהמחבט כשהוא פוגע בכדור. היפול אומר שהצליל הזה יכול להגיע עד 120 דציבלים (dB). לשם השוואה, 120 dB הוא בערך עוצמת הקול של פטיש שפוגע במסמר או סירנת אמבולנס חולפת.

אבל איך יכול להיות שהצליל כל כך חזק? היפול אומר שבמקרה הזה, העוצמה "אינה הכדור, אלא המחבט". לרוב מחבטי הפיקבול יש משטח קשיח, והזמן הקצר שהמחבט בא במגע עם הכדור - כ-4 מילישניות בלבד - גורם לו לרטוט כמו עור של תוף.

יצרני מחבטי פיקלבול, על מנת להפחית משקל ולהגביר את הגמישות, ייצרו את פנים המחבט כחלול בצורת חלת דבש. ריקנות זו היא שמגבירה את הצליל וחלת הדבש יוצרת צליל תהודה שמעלים אותו ל-120 דציבלים.

מסיבה זו בארה"ב, אנשים רבים המתגוררים ליד מגרשי פיקלבול החלו להתלונן על זיהום הרעש הנגרם מהספורט. לכן, כמה יצרנים החלו לשווק מחבטים "שקטים", שלדברי היפול יכולים לכלול חומר קצף בפנים כדי לספוג חלק מגלי הקול.

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