Kriket ja swingi bowlingu füüsika PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikaalne otsing. Ai.

Kriket ja füüsika swing bowlingu taga

Lööge kännud Mida rohkem teadlased palli käitumist mõistavad, seda arenenumaks mäng muutub. (Viisakalt: iStock/simonkr)

Kriketil ja golfil on vähe ühist. Muidugi on traditsioon mõlemal spordialal kanda kootud džempreid, kuid punktisüsteemist ja mängijate arvust kuni palli suuruse ja mängualani on need väga erinevad mängud. Siiski on üks omadus, mida need kaks jagavad – nii kriketis kui ka golfis tuleb lüüa palli, millel on tekstureeritud pind. See näiliselt väike detail võimaldab golfimängijatel ja kriketimängijatel kasutada aerodünaamika põhimõtteid, et aidata neil võita.

Golfis valmistatakse pall nii, et sellel oleks ühtlane sadade lohkude kate. Need tekitavad turbulentsi taskuid, mis muudavad õhuvoolu palli pinnale lähemale kui siis, kui see oleks sile. Efekt vähendab palli taga olevat madalrõhutsooni, vähendades seeläbi takistust ja võimaldades pallil kaugemale liikuda.

Selle lohulise disaini teine ​​eelis on see, et see võimendab "Magnuse efekt", nähtus, mis tekib siis, kui pall õhus liikudes pöörleb. Nimetatud 19. aasta auksth- sajandi saksa füüsik Heinrich Gustav Magnus, on see tingitud rõhuerinevusest pöörleval pinnal selle külje vahel, kus kuuli liikumine on õhuvoolule vastu, ja selle külje vahel, kus see on samas suunas.

See rõhuerinevus põhjustab pallile üldise jõu madala rõhu suunas. Kui golfimängija tekitab backspin’i – kus palli “ülaosa” pöörleb golfimängija poole – on netojõud ülespoole, nii et pall liigub kaugemale, kui ta ei pöörleks.

Kriketipalli füüsika on veelgi huvitavam. See on valmistatud sileda ja läikivana ning seda ümbritseb kõrgendatud õmmeldud õmblus. Nahapinna tekstuuri muutmise kohustus lasub kriketimängijatel endil (eeldusel, et nad teevad seda mänguseaduste kohaselt). See on vastutus huvitavate tagajärgedega ja skandaalide ajalugu.

Kriketis on palju bowlingu stiile, kuid need kõik jagunevad kahte suurde kategooriasse – kiire ja spin. Spin bowling on aeglasem kohaletoimetamine, kuid palli kiiresti pöörates võib pallur panna palli ebatavaliste nurkade alt põrgatama, mistõttu on lööjal raske ennustada palli sissetulevat rada. Seevastu kiired pallurid üritavad palli võimalikult kiiresti lööja pihta lasta, et sundida viga tegema.

Kuid kiirkeeglis on veel üks distsipliin, mida nimetatakse swing bowling, kus eesmärk on panna pall lineaarselt trajektoorilt kõrvale. Idee seisneb selles, et see ajab taigna segadusse ega anna neile piisavalt aega löögi kohandamiseks, muutes värava (see tähendab, et tainas on otsas) tõenäolisemaks. Kiire pallur saab selle toimetuse saavutada uuest läikivast kuulist, kallutades tõstetud õmbluse ettenähtud liikumissuunast eemale.

Teaduslikus mõttes on kiik pallile külgsuunas mõjuv netojõud, mis tuleneb selle rõhkude erinevusest. Kui palli lüüakse, ümbritseb osa palli õhuke õhukiht – piirkiht. See eraldub pinnast kahes kohas, mida nimetatakse eralduspunktideks, palli "taga" selle liikumissuuna suhtes.

Turbulentne piirkiht eraldub kuulist hiljem kui laminaarne (kus õhuvool on sujuv) ja see hilisem eralduspunkt toob kaasa madalama rõhu sellel küljel. Kui kuuli vastaskülgedel on nii laminaarsed kui ka turbulentsed piirkihid, muutuvad eralduspunktid asümmeetriliseks, mille tulemuseks on rõhugradient üle palli.

Pallur kallutab õmbluse tarnesuunast eemale, mis häirib õhuvoolu üle palli ühe külje

Niisiis, kuidas luua samale pallile mõlemat tüüpi piirdekihti, eriti kui see pall on sile, uus kriketipall? Siin tuleb mängu palli silmapaistev õmblus. Pallur kallutab selle õmbluse kohaletoimetamise suunast eemale, mis häirib õhuvoolu üle palli ühe külje. Teisel pool olev piirdekiht jääb laminaarseks ja seega on teil asümmeetria ja kiik; antud juhul õmbluse suunas.

Täiesti uus, kaunilt tugev ja läikiv kriketipall ei säilita aga oma sära kaua. Potentsiaalselt sadade tarnete jaoks kogu platsil löömine ja põrgatamine tekitab pragusid, kortse ja üldist koorumist. Ehkki võib tunduda, et ühtlaselt räbala kuuli õmbluse nurkamine peaks täitma sama eesmärki kui uue sileda kuuli puhul, pole see nii. Palli vananedes kulub ka õmblus ja see muutub vähem silmatorkavamaks. Põhimõtteliselt on see vähem efektiivne õhuvoolu väljalülitamisel, et muuta üks külg veelgi turbulentsemaks.

Seevastu pool palli teisest siledamana tähendab, et pallur ei pea ise tekitama laminaarseid ja turbulentseid piirkihte, vaid need moodustuvad vastavalt pinnale, millest nad üle voolavad. Seetõttu püüavad mängijad säilitada palli füüsilist asümmeetriat, mis nõuab, et keeglipool hoiaks ühe poole pallist võimalikult sile. Selleks lihvitakse tavaliselt palli riietele, tekitatakse kriketimängija valgetele komplektidele iseloomulikud punased triibud või silutakse see higiga enne bowlingut.

Kuna teadlased arendavad tehnoloogiat palli trajektoori iga muutuja kvantifitseerimiseks, mõistavad sportlased ja nende treenerimeeskonnad rohkem neid aerodünaamilisi nähtusi ja kuidas nendega manipuleerida. Mäng areneb seetõttu pidevalt, trofeede jahtimisel piire nihutatakse aina kaugemale.

Ajatempel:

Veel alates Füüsika maailm