नासा के इंजीनियरों की नजर में पिक्लेबॉल में क्या दिलचस्प रहस्य छिपे हैं?

पिकलबॉल को इतना आकर्षक बनाने वाली बात यह है कि इसमें कई आकर्षक भौतिकी घटनाएं शामिल होती हैं।

हम उस मुकाम पर पहुँच गए हैं जहाँ हर कोई पिकलबॉल खेल रहा है, हर कोई पिकलबॉल खेल रहा है। पिकलबॉल कोर्ट हर जगह उभर रहे हैं, यहाँ तक कि टेनिस कोर्ट के मालिक भी इस नए खेल के अनुकूल अपने कोर्ट का नवीनीकरण करने के लिए अपना व्यवसाय बंद कर रहे हैं। अमेरिका में, पिकलबॉल लगातार चौथे साल सबसे तेज़ी से बढ़ने वाला खेल बन गया है।

एक व्यापार संघ के अनुसार, अब 13.6 मिलियन से ज़्यादा अमेरिकी पिकलबॉल खेलते हैं, जिससे यह नए खिलाड़ियों के बीच सबसे तेज़ी से बढ़ता हुआ खेल बन गया है। शहर, स्कूल और पिकलबॉल क्लब हर जगह उभर रहे हैं, और हर उम्र और पृष्ठभूमि के लोगों को आकर्षित कर रहे हैं।

इस खेल के क्रेज के केंद्र से ज़्यादा दूर नहीं, फिल हिपोल हैं, जो एक स्ट्रक्चरल डायनेमिक्स इंजीनियर हैं और जिनका एयरोस्पेस उद्योग में लंबा अनुभव है। हिपोल ने नासा के लिए डायनेमिक पर्यावरणीय मानदंडों पर एक हैंडबुक और उद्योग के लिए कंपन और झटके पर एक और हैंडबुक लिखी है।

और जब उन्होंने पिकलबॉल खेलना शुरू किया, तो उन्हें अचानक एहसास हुआ कि इस खेल में उनके मुख्य विषय से कई समानताएँ हैं, गेंद की गतिकी से लेकर रैकेट की सतह की बनावट, कंपन और पिकलबॉल द्वारा उत्पन्न होने वाली विशिष्ट "पॉप" तक। लोग कहते हैं कि जब हिपोल पिकलबॉल कोर्ट में जाते हैं, तो उन्हें रैकेट और गेंद नहीं, बल्कि अपने आस-पास केवल भौतिकी के सूत्र दिखाई देते हैं।

पिकलबॉल को नियंत्रित करने वाले भौतिकी के मूलभूत सिद्धांतों में से एक है फेंकने की गति, जो गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में हवा में गति करते समय किसी वस्तु द्वारा अपनाए गए पथ का वर्णन करती है। जब पिकलबॉल को खिलाड़ी के रैकेट से मारा जाता है, तो वह एक घुमावदार प्रक्षेप पथ का अनुसरण करती है जिसे परवलयिक चाप कहा जाता है, जो मूलतः रॉकेट जैसी उड़ती वस्तुओं के पथ के समान ही होता है।

गेंद को जिस कोण और गति से मारा जाता है, वह गुरुत्वाकर्षण के साथ मिलकर गेंद के प्रक्षेप पथ के आकार और ऊँचाई को निर्धारित करता है। खिलाड़ी रैकेट के अग्रभाग के कोण और अपने स्विंग के बल को समायोजित करके गेंद के प्रक्षेप पथ को नियंत्रित कर सकते हैं। हिपोल ने कहा, "गेंद के पथ या प्रक्षेप पथ का पूर्वानुमान लगाना महत्वपूर्ण है ताकि आप अपने रैकेट को बेहतर ढंग से दिशा दे सकें या गेंद को अपनी इच्छित दिशा में वापस लाने के लिए कोर्ट पर अपनी स्थिति बना सकें।"

"गतिकी के क्षेत्र में ज्ञान हमें पिकलबॉल गति के कई अलग-अलग पहलुओं, जैसे वेग, त्वरण, विस्थापन और गेंद की उड़ान के समय को समझने में मदद करता है। इसके अलावा, रैकेट या कोर्ट की सतह के प्रभाव बल, या वायुगतिकीय प्रभावों को भी समझने की आवश्यकता है।"

पिकलबॉल पर केंद्रित लेखों की एक श्रृंखला में, हिपोल ने गेंद की गति, वेग, वायु प्रतिरोध और यहां तक ​​कि टूट-फूट से संबंधित समीकरण विकसित किए।

उन्होंने खेल के भौतिक सिद्धांतों को समझाने के लिए एक पुस्तिका, पिकलबॉल साइंस भी लिखी, तथा उन लोगों को दिखाया जो पिकलबॉल को अच्छी तरह से खेलना चाहते हैं, उन्हें गणित और भौतिकी के कुछ बुनियादी ज्ञान की भी आवश्यकता है, न कि केवल अच्छे कपड़े पहनना, एक अच्छा रैकेट खरीदना और अच्छी तरह से खेलने के लिए कोर्ट में जाना।

जबकि सबसे तेज टेनिस सर्व 263.4 किमी/घंटा की गति तक पहुंच गया (ऑस्ट्रेलियाई एथलीट सैम ग्रोथ द्वारा 2012 में स्थापित एक रिकॉर्ड), सबसे तेज पिकलबॉल सर्व केवल 95.56 किमी/घंटा तक पहुंच गया (अमेरिकी एथलीट रिले केसी द्वारा 2024 में स्थापित)।

हिपोल के समीकरण बताते हैं कि पिकलबॉल में धीमी गति से गेंद की सबसे बड़ी समस्या रैकेट, गेंद, सामग्री या वज़न में अंतर के कारण नहीं, बल्कि कुछ और बुनियादी कारण से है। पिकलबॉल के नियमों के अनुसार, आपको गेंद को अपनी कमर से नीचे सर्व करना होता है, जिसका मतलब ज़्यादातर मामलों में नेट की ऊँचाई से भी नीचे होता है।

इस नियम के आधार पर, पिकलबॉल नेट के शीर्ष के जितना करीब उड़ेगा, उसकी गति उतनी ही अधिक होगी। हिपोल ने सूत्रों का उपयोग करके गणना की कि अधिकांश पिकलबॉल सर्व आमतौर पर नेट के शीर्ष पर केवल 64 किमी/घंटा की अधिकतम गति तक ही पहुँच पाते हैं।

लेकिन अगर खिलाड़ी मैग्नस प्रभाव नामक एक घटना के ज्ञान का उपयोग करें, तो वे अपनी सर्विस की गति को अधिकतम 105 किमी/घंटा तक बढ़ा सकते हैं। इसलिए रिले केसी का 95.56 किमी/घंटा का रिकॉर्ड सैद्धांतिक रूप से अभी भी शौकिया खिलाड़ियों की पहुँच में है।

मैग्नस प्रभाव का नाम हेनरिक गुस्ताव मैग्नस के नाम पर रखा गया है, जो एक जर्मन भौतिक विज्ञानी थे जिन्होंने 19वीं शताब्दी में इसका अध्ययन किया था। मैग्नस ने पाया कि यदि कोई वस्तु हवा में उड़ रही है और घूम रही है, तो उसका प्रक्षेप पथ और वेग बदल सकता है।

पिकलबॉल सर्व पर इसे लागू करते हुए, हिपोल कहते हैं कि रैकेट को गेंद के ऊपर सरकाकर, उसे "टॉपस्पिन" नामक तकनीक से ऊपर की ओर घुमाकर, खिलाड़ी पिकलबॉल के ऊपर की हवा को तेज़ गति से चला सकते हैं, जबकि नीचे की हवा धीमी गति से चलती है। परिणामस्वरूप, नीचे की ओर एक बल उत्पन्न होता है जो गेंद को तेज़ी से नीचे धकेलता है, साथ ही ज़मीन से टकराने पर उसे उच्च वेग बनाए रखने में भी मदद करता है।

जो पिकलबॉल खिलाड़ी टॉपस्पिन का इस्तेमाल करना जानते हैं, उन्हें अपनी तकनीक में और सुधार करना चाहिए या ऐसा रैकेट चुनना चाहिए जो उनके शॉट्स में टॉपस्पिन की मात्रा बढ़ा सके। इसके अलावा, सभी खिलाड़ियों को अपने शॉट्स में विविधता लाने और अपने विरोधियों को उलझन में डालने के लिए टॉपस्पिन का इस्तेमाल करना सीखना चाहिए।

अब, मान लीजिए कि आपके पास एक बेहतरीन टॉपस्पिन है जिससे गेंद 105 किमी/घंटा की रफ़्तार से दौड़ती है, तो सवाल यह है कि क्या आपका शॉट वन-शॉट विनर हो सकता है या नहीं? यह गेंद के उड़ान समय, दो खिलाड़ियों के बीच की दूरी और खिलाड़ी की महत्वपूर्ण मांसपेशी प्रतिक्रिया गति पर निर्भर करता है।

सर्व में, कोर्ट पर तिरछे खड़े दो खिलाड़ियों के बीच की दूरी आमतौर पर 12-14 मीटर होती है। टॉपस्पिन शॉट से गेंद आपके पास 0.41-0.48 सेकंड में पहुँच जाएगी। तुलना के लिए, शोध बताते हैं कि साधारण कार्यों के लिए सबसे तेज़ मानवीय प्रतिक्रिया समय आमतौर पर 0.1 से 0.2 सेकंड के बीच होता है। यह स्वस्थ लोगों, खासकर एथलीटों या अच्छी तरह से प्रशिक्षित युवाओं के लिए है।

हालाँकि, जब जटिल प्रतिक्रियाओं की बात आती है, जैसे कि जब हमें कई उत्तेजनाओं के बीच अंतर करना होता है या गेंद के प्रक्षेप पथ पर नज़र रखना, बाएँ या दाएँ मारना है, जैसे निर्णय लेने होते हैं, तो हमारी प्रतिक्रिया का समय अक्सर धीमा होता है, जो लगभग 0.2 से 0.4 सेकंड तक बढ़ जाता है। सौभाग्य से, यह अभी भी आपके प्रतिद्वंद्वी के एक सटीक टॉपस्पिन को रोकने में लगने वाला समय है।

हालाँकि, अगर यह सर्व नहीं, बल्कि नेट शॉट है, जहाँ दो खिलाड़ियों के बीच की दूरी 5 मीटर रह जाती है, तो आपको 0.17 सेकंड के भीतर प्रतिक्रिया देनी होगी। यह सचेत मानवीय प्रतिक्रिया समय की लगभग सीमा है। इसलिए अगर आप नेट पर टॉपस्पिन मारते हैं, तो आप लगभग निश्चित रूप से पॉइंट जीत जाएँगे।

कोई भी नया पिकलबॉल खिलाड़ी एक बात से हैरान हो जाएगा: इसकी तेज़ आवाज़, खासकर गेंद से टकराने पर रैकेट से आने वाली अनोखी "पॉप" की आवाज़। हिपोल का कहना है कि यह आवाज़ 120 डेसिबल (dB) तक पहुँच सकती है। तुलना के लिए, 120 dB की आवाज़ हथौड़े से कील टकराने या किसी गुज़रती हुई एम्बुलेंस के सायरन जितनी होती है।

लेकिन आवाज़ इतनी तेज़ कैसे हो सकती है? हिपोल कहते हैं कि इस मामले में, आवाज़ "गेंद की नहीं, बल्कि रैकेट की है।" ज़्यादातर पिकलबॉल रैकेट की सतह सख्त होती है, और जैसे ही रैकेट गेंद के संपर्क में आता है—लगभग 4 मिलीसेकंड—तो वह ड्रम की त्वचा की तरह कंपन करने लगता है।

पिकलबॉल रैकेट निर्माताओं ने वज़न कम करने और लचीलापन बढ़ाने के लिए रैकेट के अंदर का हिस्सा खोखला छत्ते जैसा बना दिया है। यही खोखलापन ध्वनि को बढ़ाता है और छत्ते से एक गुंजयमान ध्वनि उत्पन्न होती है जो इसे 120 डीबी तक बढ़ा देती है।

यही वजह है कि अमेरिका में पिकलबॉल कोर्ट के आस-पास रहने वाले कई लोग इस खेल से होने वाले ध्वनि प्रदूषण की शिकायत करने लगे हैं। इसलिए कुछ निर्माताओं ने "शांत" पैडल बेचना शुरू कर दिया है, जिनके बारे में हिपोल का कहना है कि इनमें कुछ ध्वनि तरंगों को सोखने के लिए अंदर एक फोम सामग्री हो सकती है।

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