ในสายตาของวิศวกร NASA พิเคิลบอลมีความลับที่น่าสนใจอะไรซ่อนอยู่บ้าง?

ส่วนหนึ่งที่ทำให้ Pickleball น่าสนใจคือมีฟิสิกส์ที่น่าสนใจมากมาย

เราอยู่ในช่วงเวลาที่ทุกคนกำลังเล่น Pickleball และทุกบ้านก็กำลังเล่น Pickleball สนาม Pickleball ผุดขึ้นทุกที่ และเจ้าของสนามเทนนิสหลายรายถึงกับเลิกกิจการเพื่อปรับปรุงสนามของตนและหันมาเล่น กีฬา ประเภทใหม่แทน ในสหรัฐอเมริกา Pickleball ยังเป็นกีฬาที่เติบโตรวดเร็วที่สุดเป็นเวลาสี่ปีติดต่อกัน

ตามข้อมูลของสมาคมการค้า พบว่าชาวอเมริกันมากกว่า 13.6 ล้านคนเล่น Pickleball ซึ่งทำให้เป็นกีฬาที่มีจำนวนผู้เล่นหน้าใหม่เพิ่มขึ้นเร็วที่สุด เมือง โรงเรียน และชมรม Pickleball ผุดขึ้นทั่วทุกที่ ดึงดูดผู้คนทุกวัยและทุกวิถีชีวิต

ฟิล ฮิโพล วิศวกรพลศาสตร์โครงสร้างที่มีประสบการณ์ยาวนานในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ไม่ควรถูกละเลยจากศูนย์กลางความคลั่งไคล้ของกีฬาชนิดนี้ ฮิโปลได้เขียนคู่มือเกี่ยวกับเกณฑ์สิ่งแวดล้อมแบบไดนามิกให้กับ NASA และคู่มือเกี่ยวกับการสั่นสะเทือนและแรงกระแทกสำหรับอุตสาหกรรมอีกเล่มหนึ่ง

และเมื่อเขาเริ่มเล่น Pickleball เขาก็ตระหนักได้ทันทีว่ากีฬานี้มีความคล้ายคลึงกับวิชาเอกของเขาหลายอย่าง ไม่ว่าจะเป็นการเคลื่อนไหวของลูกบอล พื้นผิวของไม้ การสั่นสะเทือน และเสียง "ป๊อป" อันเป็นเอกลักษณ์ที่ Pickleball สร้างขึ้น ว่ากันว่าเมื่อฮิโปลออกไปเล่น Pickleball สิ่งเดียวที่เขาเห็นไม่ใช่ไม้แร็กเกตและลูกบอล แต่กลับเห็นเพียงสูตรฟิสิกส์เท่านั้น

หลักการพื้นฐานประการหนึ่งของฟิสิกส์ที่ควบคุม Pickleball คือการขว้าง ซึ่งอธิบายเส้นทางของวัตถุเมื่อเคลื่อนที่ผ่านอากาศภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง เมื่อผู้เล่นตี Pickleball ลูกจะเคลื่อนที่เป็นแนวโค้งที่เรียกว่าพาราโบลา ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นเส้นทางเดียวกับวัตถุที่บินอยู่ เช่น จรวด

มุมและความเร็วที่ลูกบอลถูกตีรวมกับแรงโน้มถ่วงจะกำหนดรูปร่างและความสูงของวิถีลูกบอล ผู้เล่นสามารถควบคุมวิถีของลูกได้โดยการปรับมุมของหน้าไม้และความแรงของวงสวิง “สิ่งสำคัญคือต้องสามารถคาดเดาเส้นทางหรือวิถีของลูกบอลได้ เพื่อให้คุณวางแร็กเกตหรือตำแหน่งตัวเองในสนามได้ดีขึ้นเพื่อตีลูกกลับไปในทิศทางที่ต้องการ” ฮิโปลกล่าว

“ความรู้ด้านจลนศาสตร์ช่วยให้เราสามารถจัดการกับด้านต่างๆ มากมายของการเคลื่อนที่ของ Pickleball เช่น ความเร็ว ความเร่ง การเคลื่อนตัว และระยะเวลาในการบินของลูกบอล นอกจากนี้ ยังต้องจัดการกับแรงกระแทกของแร็กเกตหรือพื้นสนาม หรือผลกระทบทางอากาศพลศาสตร์ด้วย”

ในชุดบทความที่เน้นในเรื่อง Pickleballs ฮิโพลได้พัฒนาสมการที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ ความเร็ว แรงต้านอากาศ และแม้แต่การสึกหรอและอายุการใช้งานของลูกบอล

เขายังเขียนหนังสือคู่มือชื่อ Pickleball Science เพื่ออธิบายหลักการทางฟิสิกส์ของเกมและสาธิตให้เห็นว่าผู้ที่ต้องการเล่น Pickleball ได้ดีนั้นต้องมีความรู้พื้นฐานด้านคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ด้วย ไม่ใช่แค่เพียงการสวมเสื้อผ้าสวยๆ และซื้อไม้แร็กเกตดีๆ มาเล่นเท่านั้น

แม้ว่าลูกเสิร์ฟเทนนิสที่เร็วที่สุดจะสามารถทำความเร็วได้ 263.4 กม./ชม. (สถิติเดิมคือแซม โกรธ นักกีฬาชาวออสเตรเลียที่ทำไว้ในปี 2012) แต่ลูกเสิร์ฟพิกเคิลบอลที่เร็วที่สุดทำได้เพียง 95.56 กม./ชม. เท่านั้น (สถิติเดิมคือไรลีย์ เคซีย์ นักกีฬาชาวอเมริกันที่ทำไว้ในปี 2024)

สมการของ Hipol แสดงให้เห็นว่าปัญหาใหญ่ที่สุดเกี่ยวกับความเร็วลูกบอลช้าใน Pickleball ไม่ได้เกิดจากความแตกต่างของไม้ ลูกบอล หรือวัสดุหรือน้ำหนัก แต่เกิดจากบางสิ่งที่พื้นฐานกว่านั้นมาก กฎของ Pickleball กำหนดให้คุณเสิร์ฟลูกบอลให้ต่ำกว่าเอว ซึ่งในกรณีส่วนใหญ่จะต่ำกว่าความสูงของตาข่าย

ตามกฎนี้ ยิ่ง Pickleball บินใกล้ขอบบนตาข่ายมากเท่าไร ก็ยิ่งบินได้เร็วขึ้นเท่านั้น ฮิโปลใช้สูตรในการคำนวณว่าการเสิร์ฟของ Pickleball ส่วนใหญ่มักจะทำได้ความเร็วสูงสุดเพียง 64 กม./ชม. ที่ด้านบนตาข่าย

แต่หากผู้เล่นใช้ความรู้เกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่เรียกว่า Magnus Effect พวกเขาสามารถเพิ่มความเร็วในการเสิร์ฟได้สูงสุด 105 กม./ชม. ดังนั้น สถิติ 95.56 กม./ชม. ของไรลีย์ เคซีย์อาจถูกทำลายได้ในทางทฤษฎี แม้กระทั่งโดยมือสมัครเล่นก็ตาม

ปรากฏการณ์แมกนัสได้รับการตั้งชื่อตามไฮน์ริช กุสตาฟ แมกนัส นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันผู้ศึกษาปรากฏการณ์นี้ในศตวรรษที่ 19 แมกนัสค้นพบว่าหากวัตถุบินและหมุนอยู่กลางอากาศ วิถีและความเร็วของวัตถุก็จะเปลี่ยนแปลงได้

เมื่อนำมาใช้กับการเสิร์ฟ Pickleball ฮิโปลบอกว่าด้วยการเลื่อนแร็กเกตไปบนลูกบอล ซึ่งทำให้ลูกบอลหมุนขึ้นในเทคนิคที่เรียกว่า "ท็อปสปิน" ผู้เล่นสามารถทำให้อากาศเหนือ Pickleball เคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น ขณะที่อากาศด้านล่างเคลื่อนที่ช้าลง ส่งผลให้แรงกดลงทำให้ลูกบอลตกลงมาเร็วขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยให้ลูกบอลรักษาความเร็วสูงเมื่อกระทบพื้นอีกด้วย

ผู้เล่น Pickleball ที่เข้าใจวิธีใช้ท็อปสปิน ควรจะปรับปรุงเทคนิคของตนเองต่อไป หรือเลือกไม้ที่สามารถเพิ่มปริมาณท็อปสปินในการตีของพวกเขาได้ นอกจากนี้ ผู้เล่นทุกคนควรเรียนรู้ที่จะใช้ท็อปสปินเพื่อเพิ่มความหลากหลายให้กับการตีของพวกเขา และทำให้คู่ต่อสู้ต้องคาดเดาไม่ได้

ทีนี้ ลองสมมติว่าคุณมีท็อปสปินที่สมบูรณ์แบบซึ่งสร้างความเร็วลูกบอลได้ 105 กม./ชม. คำถามก็คือ คุณสามารถตีช็อตนั้นได้ทันทีหรือไม่ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระยะเวลาการบินของลูกบอล ระยะห่างระหว่างผู้เล่นทั้งสองคน และความเร็วปฏิกิริยาตอบสนองของกล้ามเนื้อสำคัญของมนุษย์

ในการเสิร์ฟ ระยะห่างระหว่างผู้เล่นทั้งสองคนที่ยืนทแยงมุมสนามโดยปกติจะอยู่ที่ 12-14 เมตร ท็อปสปินจะผลักลูกมาหาคุณภายในเวลา 0.41-0.48 วินาที เพื่อการเปรียบเทียบ การวิจัยแสดงให้เห็นว่าเวลาตอบสนองที่เร็วที่สุดของมนุษย์สำหรับงานง่ายๆ โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 0.1 ถึง 0.2 วินาที ตัวเลขนี้คำนวณจากคนที่มีสุขภาพแข็งแรง โดยเฉพาะนักกีฬาหรือเยาวชนที่มีการฝึกซ้อมเป็นอย่างดี

อย่างไรก็ตาม ด้วยปฏิกิริยาที่ซับซ้อน เช่น เมื่อเราจำเป็นต้องแยกแยะระหว่างสิ่งเร้าหลายๆ อย่าง หรือตัดสินใจ เช่น การติดตามวิถีของลูกบอล หรือเลือกที่จะตีไปทางซ้ายหรือขวา เวลาตอบสนองของเรามักจะช้ากว่า โดยอยู่ที่ประมาณ 0.2 ถึง 0.4 วินาที โชคดีที่นี่เป็นเวลาที่ยังให้คุณบล็อกท็อปสปินที่สมบูรณ์แบบของคู่ต่อสู้ได้

อย่างไรก็ตาม หากไม่ใช่การเสิร์ฟแต่เป็นการเตะเข้าตาข่าย โดยระยะห่างระหว่างผู้เล่นทั้งสองลดลงเหลือ 5 เมตร คุณจะต้องตอบสนองภายใน 0.17 วินาที นี่เป็นตัวเลขที่แทบจะอยู่ในขีดจำกัดของเวลาตอบสนองเชิงจิตสำนึกของมนุษย์ ดังนั้นหากคุณตีลูกท็อปสปินไปที่เน็ต คุณก็เกือบจะได้แต้มอย่างแน่นอน

ผู้เล่น Pickleball มือใหม่ทุกคนจะต้องประหลาดใจกับสิ่งหนึ่ง นั่นก็คือ เสียงของมัน โดยเฉพาะเสียง "ป๊อป" อันเป็นเอกลักษณ์ที่ออกมาจากหน้าแร็กเกตเมื่อกระทบลูก ฮิโพลกล่าวว่าเสียงดังกล่าวอาจดังได้ถึง 120 เดซิเบล (dB) เพื่อการเปรียบเทียบ 120 เดซิเบลหมายถึงความดังของค้อนที่ตอกตะปู หรือเสียงไซเรนของรถพยาบาลที่วิ่งผ่านไป

แต่ทำไมเสียงดังขนาดนั้นล่ะ? ฮิโปลกล่าวว่าในกรณีนี้ เสียงดัง "ไม่ได้เกิดจากลูกบอล แต่เกิดจากแร็กเกต" ไม้ปิงปองส่วนใหญ่มีพื้นผิวแข็ง และมีระยะเวลาการสัมผัสระหว่างไม้กับลูกบอลที่สั้น เพียงประมาณ 4 มิลลิวินาที ทำให้ลูกบอลสั่นสะเทือนเหมือนผิวกลอง

ผู้ผลิตไม้ปิงปอง Pickleball เพื่อลดน้ำหนักและเพิ่มความยืดหยุ่น จึงทำส่วนภายในไม้ให้เป็นรูปทรงรังผึ้งกลวง ซึ่งเป็นช่องว่างที่ขยายเสียง และรังผึ้งสร้างเสียงก้องที่เพิ่มระดับเสียงขึ้นถึง 120 เดซิเบล

นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมคนจำนวนมากที่อาศัยอยู่ใกล้สนาม Pickleball ในสหรัฐฯ จึงเริ่มบ่นเกี่ยวกับมลภาวะทางเสียงของกีฬาชนิดนี้ ผู้ผลิตบางรายจึงเริ่มทำการตลาดแร็กเกตแบบ "เงียบ" โดย Hipol กล่าวว่าอาจมีสารโฟมอยู่ข้างในเพื่อดูดซับคลื่นเสียงบางส่วน

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