Vilka intressanta hemligheter bär Pikleball på, enligt NASA-ingenjörernas ögon?

Vi är vid en punkt där alla spelar Pickleball, alla spelar Pickleball. Pickleballbanor dyker upp överallt, till och med tennisbanägare går i konkurs för att renovera sina banor för att anpassa sig till denna nya typ av sport . I USA har Pickleball också blivit den snabbast växande sporten för fjärde året i rad.

Enligt en branschorganisation spelar fler än 13,6 miljoner amerikaner nu pickleball, vilket gör det till den snabbast växande sporten bland nya spelare. Städer, skolor och pickleballklubbar dyker upp överallt och lockar människor i alla åldrar och med alla bakgrunder.

Inte långt från epicentrum för sportens vurm ligger Phil Hipol, en strukturdynamikingenjör med lång historia inom flygindustrin. Hipol har skrivit en handbok om dynamiska miljökriterier för NASA, och en annan om vibrationer och stötar för industrin.

Och när han började spela Pickleball insåg han plötsligt att den här sporten hade många likheter med hans huvudämne, från bollens kinematik och racketytans struktur till vibrationerna och det karakteristiska "poppet" som Pickleball skapar. Folk säger att när Hipol går till Pickleball-planen ser han inte racketen och bollen, utan bara fysikformler runt omkring sig.

En av de grundläggande fysikens principer som styr Pickleball är kaströrelsen, som beskriver den bana ett föremål tar när det rör sig genom luften under inverkan av gravitationen. När en Pickleball träffas av en spelares racket följer den en krökt bana som kallas en parabolisk båge, vilket i huvudsak är samma som banan för flygande föremål som raketer.

Vinkeln och hastigheten med vilken bollen träffas, i kombination med gravitationen, avgör formen och höjden på bollens bana. Spelare kan kontrollera bollens bana genom att justera vinkeln på racketens yta och kraften i sin sving. "Det är viktigt att kunna förutsäga bollens bana så att du bättre kan orientera ditt racket eller positionera dig själv på planen för att returnera bollen i den riktning du vill", sa Hipol.

"Kunskap inom kinematik gör det möjligt för oss att ta itu med många olika aspekter av pickleballrörelser, såsom hastighet, acceleration, förskjutning och bollens flykttid. Dessutom måste även rackets eller banans anslagskraft, eller aerodynamiska effekter, beaktas."

I en serie artiklar med fokus på Pickleballs utvecklade Hipol ekvationer relaterade till rörelse, hastighet, luftmotstånd och till och med kulslitage och livslängd.

Han skrev till och med en handbok, Pickleball Science, för att förklara spelets fysiska principer och visa för de som vill spela Pickleball bra att de också behöver grundläggande kunskaper i matematik och fysik, inte bara att bära snygga kläder, köpa ett bra racket och gå till planen för att spela bra.

Medan den snabbaste tennisserven nådde en hastighet på 263,4 km/h (ett rekord satt av den australiensiske atleten Sam Groth år 2012), nådde den snabbaste Pickleball-serven endast 95,56 km/h (satt av den amerikanske atleten Riley Casey år 2024).

Hipols ekvationer visar att det största problemet med låga bollhastigheter i pickleball inte beror på skillnader i racketar, bollar, material eller vikter, utan något mycket mer grundläggande. Pickleballregler kräver att du servar bollen lägre än din midja, vilket i de flesta fall betyder lägre än nätets höjd.

Baserat på denna regel, ju närmare Pickleball-serven flyger nätets topp, desto högre hastighet når den. Hipol använde formler för att beräkna att de flesta Pickleball-servar vanligtvis bara når en maxhastighet på 64 km/h, högst upp på nätet.

Men om spelarna använder kunskap om ett fenomen som kallas Magnuseffekten, kan de öka servehastigheten till maximalt 105 km/h. Så Riley Caseys rekord på 95,56 km/h är teoretiskt sett fortfarande inom räckhåll, även för amatörspelare.

Magnuseffekten är uppkallad efter Heinrich Gustav Magnus, en tysk fysiker som studerade den på 1800-talet. Magnus upptäckte att om ett objekt både flyger och roterar i luften, kan dess bana och hastighet förändras.

Hipol tillämpar det på pickleballserven och säger att genom att glida racketen över bollen och ge den uppåtgående snurr i en teknik som kallas "topspin", kan spelare få luften ovanför pickleballen att röra sig snabbare, medan luften nedanför rör sig långsammare. Resultatet är en nedåtgående kraft som tvingar bollen ner snabbare, samtidigt som den hjälper den att bibehålla en hög hastighet när den träffar marken.

Pickleballspelare som förstår hur man använder topspinn bör ytterligare förbättra sin teknik eller välja ett racket som kan öka mängden topspinn i sina slag. Dessutom bör alla spelare lära sig att använda topspinn för att variera sina slag och hålla motståndarna gissande.

Låt oss nu säga att du har en perfekt toppspinn som producerar en bollhastighet på 105 km/h. Frågan är om ditt slag kan vinna med ett enda slag eller inte. Det beror på bollens flygtid, avståndet mellan de två spelarna och människans kritiska muskelreaktionshastighet.

Vid en serve är avståndet mellan de två spelarna som står diagonalt över planen vanligtvis 12–14 meter. Ett toppspinnslag ger dig bollen på 0,41–0,48 sekunder. Som jämförelse visar forskning att den snabbaste mänskliga reaktionstiden för enkla uppgifter vanligtvis är mellan 0,1 och 0,2 sekunder. Detta gäller för friska personer, särskilt idrottare eller vältränade ungdomar.

Men när det gäller komplexa reflexer, som när vi behöver skilja mellan flera stimuli eller fatta beslut, som att följa bollens bana, välja om vi ska slå åt vänster eller höger, är vår reaktionstid ofta långsammare och sträcker sig till cirka 0,2 till 0,4 sekunder. Lyckligtvis är det fortfarande den tid det tar att blockera en perfekt toppspinn från din motståndare.

Men om det inte är en serve utan ett nätskott, där avståndet mellan de två spelarna reduceras till 5 meter, måste du reagera inom 0,17 sekunder. Detta är nästan gränsen för medveten mänsklig reaktionstid. Så om du slår en toppspinn vid nätet kommer du nästan säkert att vinna poängen.

Varje ny pickleballspelare kommer att bli överraskad av en sak: dess ljudstyrka, särskilt det unika "pop" som kommer från racketen när den träffar bollen. Hipol säger att detta ljud kan nå upp till 120 decibel (dB). Som jämförelse är 120 dB ungefär ljudstyrkan hos en hammare som träffar en spik eller en passerande ambulanssiren.

Men hur kunde ljudet vara så högt? Hipol säger att i det här fallet är det inte bollen som är högljudd, utan racketen. De flesta pickleballracketar har en hård yta, och den korta tid racketen kommer i kontakt med bollen – bara cirka 4 millisekunder – får den att vibrera som skinnet på en trumma.

För att minska vikten och öka elasticiteten har tillverkare av pickleballracketar tillverkat insidan av racketen i en ihålig bikakeform. Det är denna ihålighet som förstärker ljudet, och bikakan skapar ett resonant ljud som höjer det till 120 dB.

Det är av denna anledning som många människor i USA som bor nära pickleballbanor har börjat klaga på bullerföroreningarna som sporten orsakar. Så vissa tillverkare har börjat marknadsföra "tysta" paddlar, som Hipol säger kan innehålla ett skummaterial inuti för att absorbera en del av ljudvågorna.

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