În ochii inginerilor NASA, ce secrete interesante ascunde pikleball-ul?

Am ajuns într-un punct în care toată lumea joacă Pickleball, toată lumea joacă Pickleball. Terenurile de pickleball apar peste tot, chiar și proprietarii de terenuri de tenis își închid afacerile pentru a-și renova terenurile pentru a se adapta acestui nou tip de sport . În SUA, Pickleball a devenit, de asemenea, sportul cu cea mai rapidă creștere pentru al patrulea an consecutiv.

Potrivit unei asociații comerciale, peste 13,6 milioane de americani joacă acum pickleball, ceea ce îl face sportul cu cea mai rapidă creștere în rândul jucătorilor noi. Orașe, școli și cluburi de pickleball apar peste tot, atrăgând oameni de toate vârstele și din toate mediile.

Nu departe de epicentrul nebuniei acestui sport se află Phil Hipol, un inginer specializat în dinamică structurală cu o lungă istorie în industria aerospațială. Hipol a scris un manual despre criteriile dinamice de mediu pentru NASA și un altul despre vibrații și șocuri pentru industrie.

Și când a început să joace Pickleball, și-a dat seama brusc că acest sport avea multe asemănări cu specializarea sa, de la cinematica mingii, textura suprafeței rachetei până la vibrații și „pocnitul” caracteristic pe care îl creează Pickleball-ul. Se spune că atunci când Hipol merge pe terenul de Pickleball, ceea ce vede nu este racheta și mingea, ci doar formule fizice în jurul său.

Unul dintre principiile fundamentale ale fizicii care guvernează Pickleball-ul este mișcarea de aruncare, care descrie traiectoria pe care o parcurge un obiect în timp ce se mișcă prin aer sub influența gravitației. Când o minge de Pickleball este lovită de racheta unui jucător, aceasta urmează o traiectorie curbă numită arc parabolic, care este în esență aceeași cu traiectoria obiectelor zburătoare, cum ar fi rachetele.

Unghiul și viteza cu care este lovită mingea, combinate cu gravitația, determină forma și înălțimea traiectoriei mingii. Jucătorii pot controla traiectoria mingii ajustând unghiul feței rachetei și forța loviturii lor. „Este important să poți prezice calea sau traiectoria mingii, astfel încât să poți orienta mai bine racheta sau să te poziționezi pe teren pentru a returna mingea în direcția dorită”, a spus Hipol.

„Cunoștințele în domeniul cinematicii ne permit să abordăm multe aspecte diferite ale mișcării Pickleball, cum ar fi viteza, accelerația, deplasarea și timpul de traiectorie al mingii. În plus, trebuie abordate și forța de impact a rachetei sau a suprafeței terenului, sau efectele aerodinamice.”

Într-o serie de articole axate pe Pickleballs, Hipol a dezvoltat ecuații legate de mișcarea bilei, viteză, rezistență la aer și chiar uzură.

A scris chiar și un manual, Pickleball Science, pentru a explica principiile fizice ale jocului și a demonstra celor care vor să joace bine Pickleball că au nevoie și de câteva cunoștințe de bază de matematică și fizică, nu doar să poarte haine frumoase, să cumpere o rachetă bună și să meargă pe teren ca să joace bine.

În timp ce cel mai rapid serviciu de tenis a atins o viteză de 263,4 km/h (un record stabilit de atletul australian Sam Groth în 2012), cel mai rapid serviciu de Pickleball a atins doar 95,56 km/h (stabilit de atletul american Riley Casey în 2024).

Ecuațiile lui Hipol arată că cea mai mare problemă cu vitezele mici ale mingii în Pickleball nu se datorează diferențelor dintre rachete, mingi, materiale sau greutăți, ci ceva mult mai fundamental. Regulile Pickleball necesită să serviți mingea mai jos decât talia, ceea ce în majoritatea cazurilor înseamnă mai jos decât înălțimea fileului.

Pe baza acestei reguli, cu cât mingea Pickleball zboară mai aproape de partea superioară a fileului, cu atât viteza pe care o va atinge este mai mare. Hipol a folosit formule pentru a calcula că majoritatea serviciilor de Pickleball ating de obicei o viteză maximă de doar 64 km/h, în partea superioară a fileului.

Dar dacă jucătorii folosesc cunoștințele despre un fenomen numit Efectul Magnus, pot crește viteza serviciului lor până la maximum 105 km/h. Așadar, recordul lui Riley Casey de 95,56 km/h este teoretic încă accesibil, chiar și de jucătorii amatori.

Efectul Magnus este numit după Heinrich Gustav Magnus, un fizician german care l-a studiat în secolul al XIX-lea. Magnus a descoperit că, dacă un obiect zboară și se rotește în aer, traiectoria și viteza sa se pot schimba.

Aplicând această tehnică la serviciul cu pickleball, Hipol spune că prin glisarea rachetei peste minge, dându-i o rotație ascendentă printr-o tehnică numită „topspin”, jucătorii pot face ca aerul de deasupra mingii de pickleball să se miște mai repede, în timp ce aerul de dedesubt se mișcă mai încet. Rezultatul este o forță descendentă care forțează mingea să coboare mai repede, ajutând-o totodată să mențină o viteză mare atunci când atinge pământul.

Jucătorii de pickleball care înțeleg cum să folosească topspin-ul ar trebui să își îmbunătățească tehnica sau să aleagă o rachetă care poate crește nivelul de topspin în loviturile lor. În plus, toți jucătorii ar trebui să învețe cum să folosească topspin-ul pentru a adăuga varietate loviturilor lor și pentru a-i face pe adversarii să ghicească.

Acum, să presupunem că ai un topspin perfect care produce o viteză a mingii de 105 km/h, întrebarea este dacă lovitura ta poate fi câștigătoare dintr-o singură lovitură sau nu? Acest lucru depinde de timpul de traiectorie al mingii, de distanța dintre cei doi jucători și de viteza critică de reacție a mușchilor umani.

Într-o servire, distanța dintre cei doi jucători care stau pe diagonală pe teren este de obicei de 12-14 metri. O lovitură cu topspin va aduce mingea la tine în 0,41-0,48 secunde. Pentru comparație, cercetările arată că cel mai rapid timp de reacție uman pentru sarcini simple este de obicei între 0,1 și 0,2 secunde. Acest lucru este valabil pentru persoanele sănătoase, în special pentru sportivi sau tineri bine antrenați.

Totuși, când vine vorba de reflexe complexe, cum ar fi atunci când trebuie să diferențiem între mai mulți stimuli sau să luăm decizii, cum ar fi urmărirea traiectoriei mingii, alegerea dacă să lovim la stânga sau la dreapta, timpul nostru de reacție este adesea mai lent, ajungând la aproximativ 0,2 până la 0,4 secunde. Din fericire, acesta este încă timpul necesar pentru a bloca un topspin perfect din partea adversarului.

Totuși, dacă nu este vorba de o servire, ci de o lovitură la fileu, unde distanța dintre cei doi jucători este redusă la 5 metri, va trebui să reacționați în 0,17 secunde. Aceasta este aproape limita timpului de reacție uman conștient. Așadar, dacă loviți o lovitură de tip topspin la fileu, aproape sigur veți câștiga punctul.

Orice jucător nou de pickleball va fi surprins de un lucru: volumul său, în special „pocnitul” unic pe care îl produce racheta atunci când lovește mingea. Hipol spune că acest sunet poate ajunge până la 120 de decibeli (dB). Pentru comparație, 120 dB este aproximativ volumul unui ciocan care lovește un cui sau al sirenei unei ambulanțe care trece.

Dar cum ar putea sunetul să fie atât de puternic? Hipol spune că, în acest caz, zgomotul „nu este mingea, ci racheta”. Majoritatea rachetelor de pickleball au o suprafață dură, iar timpul scurt în care racheta intră în contact cu mingea - doar aproximativ 4 milisecunde - o face să vibreze ca pielea unei tobe.

Producătorii de rachete de pickleball, pentru a reduce greutatea și a crește elasticitatea, au realizat interiorul rachetei într-un fagure gol. Această goliciune amplifică sunetul, iar fagurele creează un sunet rezonant care îl împinge până la 120 dB.

Din acest motiv, în SUA, mulți oameni care locuiesc în apropierea terenurilor de pickleball au început să se plângă de poluarea fonică cauzată de acest sport. Așadar, unii producători au început să comercializeze palete „silențioase”, despre care Hipol spune că pot include un material spumos în interior pentru a absorbi o parte din undele sonore.

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