Welke interessante geheimen herbergt pikleball volgens NASA-ingenieurs?

We zijn op een punt beland waar iedereen Pickleball speelt, iedereen speelt Pickleball. Pickleballbanen schieten als paddenstoelen uit de grond, zelfs tennisbaaneigenaren gaan failliet om hun banen te renoveren en aan te passen aan deze nieuwe sport . In de VS is Pickleball ook voor het vierde jaar op rij de snelst groeiende sport geworden.

Volgens een brancheorganisatie spelen inmiddels meer dan 13,6 miljoen Amerikanen pickleball, waardoor het de snelst groeiende sport is onder nieuwe spelers. Overal schieten steden, scholen en pickleballclubs als paddenstoelen uit de grond en trekken mensen van alle leeftijden en achtergronden aan.

Niet ver van het epicentrum van de sportgekte bevindt zich Phil Hipol, een structureel dynamica-ingenieur met een lange geschiedenis in de lucht- en ruimtevaartindustrie. Hipol schreef een handboek over dynamische omgevingscriteria voor NASA en een ander over trillingen en schokken voor de industrie.

En toen hij begon met Pickleball, realiseerde hij zich plotseling dat deze sport veel overeenkomsten vertoonde met zijn hoofdvak: van de kinematica van de bal en de textuur van het racketoppervlak tot de trillingen en de karakteristieke 'pop' die Pickleball veroorzaakt. Er wordt gezegd dat wanneer Hipol het Pickleball-veld opgaat, hij niet het racket en de bal ziet, maar alleen natuurkundige formules om zich heen.

Een van de fundamentele natuurkundige principes die Pickleball beheerst, is de werpbeweging. Deze beschrijft de baan die een object aflegt terwijl het zich door de lucht beweegt onder invloed van de zwaartekracht. Wanneer een Pickleball door het racket van een speler wordt geraakt, volgt hij een gebogen baan, een zogenaamde parabolische boog, die in wezen hetzelfde is als de baan van vliegende objecten zoals raketten.

De hoek en snelheid waarmee de bal wordt geslagen, in combinatie met de zwaartekracht, bepalen de vorm en hoogte van de balbaan. Spelers kunnen de balbaan bepalen door de hoek van het racketblad en de kracht van hun slag aan te passen. "Het is belangrijk om de baan of baan van de bal te kunnen voorspellen, zodat je je racket beter kunt richten of jezelf beter op het veld kunt positioneren om de bal in de gewenste richting terug te slaan," aldus Hipol.

Kennis op het gebied van kinematica stelt ons in staat om veel verschillende aspecten van de beweging van pickleball te bestuderen, zoals snelheid, versnelling, verplaatsing en vluchttijd van de bal. Daarnaast moeten we ook rekening houden met de impactkracht van het racket of het speelveld, of met aerodynamische effecten.

In een reeks artikelen over Pickleballs ontwikkelde Hipol vergelijkingen over balbeweging, snelheid, luchtweerstand en zelfs slijtage.

Hij schreef zelfs een handboek, Pickleball Science, om de natuurkundige principes van het spel uit te leggen en om aan te tonen dat mensen die goed Pickleball willen spelen, ook een basiskennis van wiskunde en natuurkunde nodig hebben. Om goed te kunnen spelen, moeten ze niet alleen maar mooie kleren dragen, een goed racket kopen en naar de baan gaan.

Terwijl de snelste tennisservice een snelheid van 263,4 km/u bereikte (een record gevestigd door de Australische atleet Sam Groth in 2012), bereikte de snelste Pickleball-service slechts 95,56 km/u (gevestigd door de Amerikaanse atleet Riley Casey in 2024).

Hipols vergelijkingen laten zien dat het grootste probleem met lage balsnelheden in Pickleball niet te wijten is aan verschillen in rackets, ballen, materialen of gewicht, maar aan iets veel fundamentelers. Volgens de regels van Pickleball moet je de bal lager serveren dan je middel, wat in de meeste gevallen lager betekent dan de hoogte van het net.

Op basis van deze regel geldt: hoe dichter de Pickleball bij de bovenkant van het net vliegt, hoe hoger de snelheid die hij zal bereiken. Hipol berekende met behulp van formules dat de meeste Pickleball-services aan de bovenkant van het net meestal een maximale snelheid van 64 km/u bereiken.

Maar als spelers kennis gebruiken van een fenomeen dat het Magnuseffect heet, kunnen ze hun servicesnelheid verhogen tot maximaal 105 km/u. Riley Casey's record van 95,56 km/u is dus theoretisch nog steeds haalbaar, zelfs voor amateurspelers.

Het Magnuseffect is vernoemd naar Heinrich Gustav Magnus, een Duitse natuurkundige die het in de 19e eeuw bestudeerde. Magnus ontdekte dat als een object zowel vliegt als roteert, de baan en snelheid ervan kunnen veranderen.

Toegepast op de pickleball-service, zegt Hipol dat spelers door het racket over de bal te schuiven en hem zo een opwaartse spin te geven (een techniek die "topspin" wordt genoemd), de lucht boven de pickleball sneller kunnen laten bewegen, terwijl de lucht eronder langzamer beweegt. Het resultaat is een neerwaartse kracht die de bal sneller naar beneden dwingt en hem tegelijkertijd helpt een hoge snelheid te behouden wanneer hij de grond raakt.

Pickleballspelers die topspin kunnen gebruiken, zouden hun techniek verder moeten verbeteren of een racket moeten kiezen dat de hoeveelheid topspin in hun slagen kan verhogen. Bovendien zouden alle spelers moeten leren hoe ze topspin kunnen gebruiken om variatie aan hun slagen toe te voegen en hun tegenstanders op het verkeerde been te zetten.

Stel je voor dat je een perfecte topspin hebt die een balsnelheid van 105 km/u oplevert. De vraag is dan of je slag een one-shot winner kan zijn of niet. Dit hangt af van de vluchttijd van de bal, de afstand tussen de twee spelers en de kritische spierreactiesnelheid van de speler.

Bij een service is de afstand tussen de twee spelers die diagonaal tegenover elkaar staan meestal 12-14 meter. Met een topspinslag is de bal binnen 0,41-0,48 seconden bij je. Ter vergelijking: onderzoek toont aan dat de snelste menselijke reactietijd voor eenvoudige taken meestal tussen de 0,1 en 0,2 seconden ligt. Dit geldt voor gezonde mensen, met name atleten of goedgetrainde jongeren.

Bij complexe reflexen, zoals het onderscheiden van meerdere stimuli of het nemen van beslissingen, zoals het volgen van de balbaan en het kiezen tussen links of rechts slaan, is onze reactietijd vaak trager, namelijk zo'n 0,2 tot 0,4 seconden. Gelukkig is dit nog steeds de tijd die nodig is om een perfecte topspin van je tegenstander te blokkeren.

Als het echter geen service is, maar een netstoot, waarbij de afstand tussen de twee spelers wordt teruggebracht tot 5 meter, moet je binnen 0,17 seconde reageren. Dit is bijna de limiet van de bewuste menselijke reactietijd. Dus als je een topspin aan het net slaat, win je vrijwel zeker het punt.

Elke beginnende pickleballspeler zal verrast zijn door één ding: het volume, met name de unieke 'plop' die uit het racket komt wanneer het de bal raakt. Hipol zegt dat dit geluid wel 120 decibel (dB) kan bereiken. Ter vergelijking: 120 dB is ongeveer het volume van een hamer die op een spijker slaat of een voorbijrijdende ambulancesirene.

Maar hoe kan het geluid zo luid zijn? Hipol zegt dat in dit geval het geluid "niet door de bal komt, maar door het racket." De meeste pickleballrackets hebben een hard oppervlak, en de korte tijd dat het racket contact maakt met de bal – slechts ongeveer 4 milliseconden – zorgt ervoor dat het trilt als het vel van een trommel.

Om het gewicht te verminderen en de elasticiteit te vergroten, hebben fabrikanten van pickleballrackets de binnenkant van het racket voorzien van een holle honingraat. Deze holle ruimte versterkt het geluid en de honingraat creëert een resonantie die het geluid tot wel 120 dB verhoogt.

Om deze reden klagen in de VS veel mensen die in de buurt van pickleballbanen wonen over de geluidsoverlast die de sport veroorzaakt. Daarom zijn sommige fabrikanten begonnen met het op de markt brengen van "stille" batjes, die volgens Hipol een schuimlaagje aan de binnenkant kunnen hebben om een deel van de geluidsgolven te absorberen.

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