Які цікаві секрети приховує піклбол, на думку інженерів NASA?

Ми на тому етапі, коли всі грають у піклбол, всі грають у піклбол. Корти для піклболу з'являються всюди, навіть власники тенісних кортів збанкрутують, щоб відремонтувати свої корти та адаптуватися до цього нового виду спорту . У США піклбол також став найшвидше зростаючим видом спорту четвертий рік поспіль.

За даними торгової асоціації, понад 13,6 мільйона американців зараз грають у піклбол, що робить його найшвидше зростаючим видом спорту серед нових гравців. Міста, школи та піклбольні клуби виникають повсюди, приваблюючи людей різного віку та походження.

Неподалік від епіцентру спортивного буму знаходиться Філ Хіпол, інженер з динаміки конструкцій з довгим досвідом роботи в аерокосмічній галузі. Хіпол написав посібник з динамічних критеріїв навколишнього середовища для NASA та ще один з вібрації та ударів для цієї галузі.

А коли він почав грати в піклбол, то раптом зрозумів, що цей вид спорту має багато спільного з його основною спеціальністю, від кінематики м'яча, текстури поверхні ракетки до вібрацій та характерного «хлопання», яке створює піклбол. Кажуть, що коли Гіпол виходить на майданчик для гри в піклбол, він бачить не ракетку та м'яч, а лише фізичні формули навколо себе.

Одним з фундаментальних принципів фізики, що керує піклболом, є рух кидка, який описує траєкторію, яку проходить об'єкт, рухаючись у повітрі під впливом сили тяжіння. Коли піклбол потрапляє під удар ракетки гравця, він рухається по криволінійній траєкторії, яка називається параболічною дугою, що по суті така ж, як траєкторія літаючих об'єктів, таких як ракети.

Кут і швидкість удару по м'ячу, у поєднанні з силою тяжіння, визначають форму та висоту траєкторії м'яча. Гравці можуть контролювати траєкторію м'яча, регулюючи кут нахилу ракетки та силу свого замаху. «Важливо вміти передбачати шлях або траєкторію м'яча, щоб краще орієнтувати ракетку або позиціонувати себе на корті, щоб повернути м'яч у потрібному напрямку», – сказав Хіпол.

«Знання в галузі кінематики дозволяють нам розглядати багато різних аспектів руху піклболу, таких як швидкість, прискорення, переміщення та час польоту м'яча. Крім того, необхідно враховувати також силу удару ракетки або поверхні корту, або аеродинамічні ефекти».

У серії статей, присвячених піклболам, Гіпол розробив рівняння, що стосуються руху кулі, швидкості, опору повітря та навіть зносу.

Він навіть написав посібник «Наука піклболу», щоб пояснити фізичні принципи гри та продемонструвати тим, хто хоче добре грати в піклбол, що їм також потрібні базові знання з математики та фізики, а не просто носити гарний одяг, купувати хорошу ракетку та ходити на корт, щоб добре грати.

У той час як найшвидша подача в тенісі досягла швидкості 263,4 км/год (рекорд, встановлений австралійським спортсменом Семом Гротом у 2012 році), найшвидша подача в піклболі досягла лише 95,56 км/год (встановлена американським спортсменом Райлі Кейсі у 2024 році).

Рівняння Гіпола показують, що найбільша проблема з низькою швидкістю м'яча в піклболе пов'язана не з різницею в ракетках, м'ячах, матеріалах чи вазі, а з чимось набагато фундаментальнішим. Правила піклболу вимагають подавати м'яч нижче за вашу талію, що в більшості випадків означає нижче за висоту сітки.

Виходячи з цього правила, чим ближче піклбол летить до верхнього краю сітки, тим більшої швидкості він досягне. Хіпол використав формули, щоб розрахувати, що більшість подач піклболу зазвичай досягають максимальної швидкості лише 64 км/год у верхньому краю сітки.

Але якщо гравці використовуватимуть знання про явище, яке називається ефектом Магнуса, вони можуть збільшити швидкість своєї подачі до максимуму 105 км/год. Тож рекорд Райлі Кейсі в 95,56 км/год теоретично все ще досяжний навіть для гравців-аматорів.

Ефект Магнуса названий на честь Генріха Густава Магнуса, німецького фізика, який вивчав його у 19 столітті. Магнус виявив, що якщо об'єкт одночасно летить і обертається в повітрі, його траєкторія та швидкість можуть змінюватися.

Застосовуючи це до подачі в піклболі, Хіпол каже, що, ковзаючи ракеткою по м'ячу, надаючи йому обертання вгору за допомогою техніки, яка називається «топспін», гравці можуть змусити повітря над піклболом рухатися швидше, тоді як повітря під ним рухається повільніше. В результаті виникає сила, спрямована вниз, яка змушує м'яч швидше падати, водночас допомагаючи йому підтримувати високу швидкість, коли він падає на землю.

Гравцям у піклбол, які розуміють, як використовувати топспін, слід удосконалювати свою техніку або вибрати ракетку, яка може збільшити кількість топспіну в їхніх ударах. Крім того, всім гравцям слід навчитися використовувати топспін, щоб урізноманітнити свої удари та змусити суперників здогадуватися.

Тепер, припустимо, у вас є ідеальне верхнє обертання, яке забезпечує швидкість м'яча 105 км/год. Питання полягає в тому, чи може ваш удар бути переможним з одного удару чи ні? Це залежить від часу польоту м'яча, відстані між двома гравцями та критичної швидкості м'язової реакції людини.

Під час подачі відстань між двома гравцями, які стоять по діагоналі на корті, зазвичай становить 12-14 метрів. Удар з верхнім обертанням доставить м'яч до вас за 0,41-0,48 секунди. Для порівняння, дослідження показують, що найшвидший час реакції людини на прості завдання зазвичай становить від 0,1 до 0,2 секунди. Це стосується здорових людей, особливо спортсменів або добре тренованих молодих людей.

Однак, коли йдеться про складні рефлекси, наприклад, коли нам потрібно розрізняти кілька подразників або приймати рішення, наприклад, відстежувати траєкторію м'яча, вибирати, чи бити ліворуч чи праворуч, наш час реакції часто повільніший і становить приблизно 0,2–0,4 секунди. На щастя, це все ще той час, який потрібен, щоб заблокувати ідеальне верхнє обертання суперника.

Однак, якщо це не подача, а удар біля сітки, де відстань між двома гравцями зменшується до 5 метрів, вам потрібно буде зреагувати протягом 0,17 секунди. Це майже межа часу свідомої реакції людини. Тож, якщо ви зробите топспін біля сітки, ви майже напевно виграєте очко.

Будь-який новачок у піклбол буде здивований однією річчю: його гучністю, зокрема унікальним «хлопком», який виходить від ракетки, коли вона вдаряє по м’ячу. Хіпол каже, що цей звук може сягати 120 децибелів (дБ). Для порівняння, 120 дБ – це приблизно гучність удару молотка по цвяху або сирени швидкої допомоги, що проїжджає повз.

Але як звук може бути таким гучним? Хіпол каже, що в цьому випадку гучність «викликає не м’яч, а ракетка». Більшість ракеток для піклболу мають тверду поверхню, і короткий час контакту ракетки з м’ячем — лише близько 4 мілісекунд — змушує його вібрувати, як шкіра барабана.

Виробники ракеток для піклболу, щоб зменшити вагу та підвищити еластичність, зробили внутрішню частину ракетки порожнистою, схожою на стільники. Саме ця порожнистість підсилює звук, а стільники створюють резонансний звук, гучність якого сягає 120 дБ.

Саме з цієї причини в США багато людей, які живуть поблизу майданчиків для піклболу, почали скаржитися на шумове забруднення, спричинене цим видом спорту. Тому деякі виробники почали продавати «тихі» ракетки, які, за словами Hipol, можуть містити пінопластовий матеріал всередині для поглинання частини звукових хвиль.

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