Kriketti ja fysiikka swing-keilauksen takana PlatoBlockchain Data Intelligence. Pystysuuntainen haku. Ai.

Kriketti ja fysiikka swing-keilauksen takana

Iske kannot Mitä enemmän tiedemiehet ymmärtävät pallon käyttäytymistä, sitä kehittyneempää peli on. (Kohtelias: iStock/simonkr)

Kriketillä ja golfilla on vähän yhteistä. Toki neulepuseroiden käyttämisessä molemmissa lajeissa on perinne, mutta pisteytysjärjestelmästä ja pelaajien lukumäärästä pallon kokoon ja pelialueeseen asti ne ovat hyvin erilaisia ​​pelejä. Niillä on kuitenkin yksi yhteinen piirre – sekä kriketissä että golfissa lyödään palloa, jolla on teksturoitu pinta. Tämä ilmeisen pieni yksityiskohta antaa golfaajille ja kriketinpelaajille mahdollisuuden hyödyntää aerodynamiikan periaatteita auttaakseen heitä voittamaan.

Golfissa pallo valmistetaan siten, että siinä on yhtenäinen satojen kuoppien peite. Nämä luovat turbulenssitaskuja, jotka saavat ilmavirran kulkemaan lähemmäs pallon pintaa kuin jos se olisi tasaista. Vaikutus vähentää pallon takana olevaa matalapainevyöhykettä, mikä vähentää vastusta ja antaa pallon kulkea pidemmälle.

Toinen tämän kuoppamallin etu on, että se vahvistaa "Magnus-efekti", ilmiö, joka ilmenee, kun pallo pyörii sen kulkiessa ilmassa. Nimetty kunniaksi 19th- vuosisadan saksalainen fyysikko Heinrich Gustav Magnus, se johtuu paine-erosta pyörivän pinnan yli sen puolen välillä, jolla pallon liike vastustaa ilmavirtausta, ja sen puolen välillä, jolla pallo on samaan suuntaan.

Tämä paine-ero aiheuttaa kokonaisvoiman pallon poikki matalapaineen suuntaan. Jos golfaaja luo backspin – jossa pallon ”yläosa” pyörii golfaajaa kohti – nettovoima on ylöspäin, joten pallo kulkee pidemmälle kuin se ei pyöriisi.

Krikettipallon fysiikka on vielä mielenkiintoisempaa. Se on valmistettu sileäksi ja kiiltäväksi, ja sitä ympäröi kohotettu ommelsauma. Kriketinpelaajien velvollisuus on muuttaa nahkapinnan rakennetta (edellyttäen, että he tekevät sen pelin lakien mukaisesti). Se on vastuu, jolla on mielenkiintoisia seurauksia ja skandaalien historia.

Kriketissä on monia keilailutyylejä, mutta ne kaikki jakautuvat kahteen laajaan kategoriaan – nopeaan ja spin. Spin keilailu on hitaampi syöttö, mutta pyörittämällä palloa nopeasti keilaaja voi saada pallon pomppimaan epätavallisissa kulmissa, jolloin lyöntihenkilön on vaikea ennustaa sen tulevaa reittiä. Sitä vastoin nopeat keilaajat yrittävät ampua pallon mahdollisimman nopeasti taikinaa kohti pakottaakseen virheen.

Mutta nopeassa keilauksessa on toinen laji nimeltään swing keilailu, jossa tavoitteena on saada pallo poikkeamaan lineaarisesta liikeradalta. Ajatuksena on, että tämä hämmentää taikinaa eikä anna heille tarpeeksi aikaa säätää laukausta, mikä tekee lyönnistä (eli taikinan loppumisesta) todennäköisemmän. Nopea keilaaja voi saavuttaa tämän toimituksen uudesta kiiltävästä pallosta kääntämällä korotetun sauman pois aiotusta kulkusuunnasta.

Tieteellisesti swing on palloon sivuttain vaikuttava nettovoima, joka johtuu sen poikki paine-erosta. Kun palloa keilataan, ohut ilmakerros – rajakerros – ympäröi osaa pallosta. Tämä irtoaa pinnasta kahdesta kohdasta, jotka tunnetaan erotuspisteinä, pallon "takana" suhteessa sen liikesuuntaan.

Pyörteinen rajakerros irtoaa pallosta myöhemmin kuin laminaarinen (jossa ilmavirtaus on tasaista), ja tämä myöhempi erotuskohta johtaa pienempään paineeseen tälle puolelle. Koska pallon vastakkaisilla puolilla on sekä laminaarisia että turbulentteja rajakerroksia, erotuspisteet muuttuvat epäsymmetrisiksi, mikä johtaa painegradienttiin pallon poikki.

Keilaaja kääntää sauman poispäin toimitussuunnasta, mikä häiritsee ilman virtausta pallon toisella puolella

Joten miten luot molempien tyyppisten rajakerrosten samalle pallolle, varsinkin kun pallo on sileä uusi krikettipallo? Tässä pallon näkyvä sauma tulee peliin. Keilaaja kääntää tämän sauman pois syöttösuunnasta, mikä häiritsee ilman virtausta pallon toisella puolella. Toisella puolella oleva rajakerros pysyy laminaarisena, joten sinulla on epäsymmetria ja keinu; tässä tapauksessa sauman suuntaan.

Upouusi, kauniin kiinteä ja kiiltävä krikettipallo ei kuitenkaan säilytä kiiltoa pitkään. Pommittaminen ja pomppiminen kaikkialla kentällä mahdollisesti satojen toimitusten aikana aiheuttaa halkeamia, ryppyjä ja yleistä naarmuuntumista. Vaikka saattaakin vaikuttaa siltä, ​​että tasaisen naarmuuntuneen pallon sauman kulmauksen pitäisi palvella samaa tarkoitusta kuin uuden sileän pallon kohdalla, näin ei ole. Pallon ikääntyessä myös sauma kuluu ja tulee vähemmän näkyväksi. Pohjimmiltaan se on vähemmän tehokas laukaisemaan ilmavirtaa, jolloin toinen puoli tulee vieläkin myrskyisemmäksi.

Sitä vastoin puolet pallosta tasaisempi kuin toinen tarkoittaa, että keilaajan ei tarvitse luoda itse laminaarisia ja turbulentteja rajakerroksia, vaan ne muodostuvat sen pinnan mukaan, jonka yli ne virtaavat. Tämän vuoksi pelaajat yrittävät säilyttää pallon fyysisen epäsymmetrian, mikä edellyttää keilapuolen pitävän pallon puolet mahdollisimman tasaisena. Tämä tehdään yleensä kiillottamalla pallo heidän vaatteisiinsa, luomalla erottuvia punaisia ​​raitoja krikettipelaajan valkoisiin sarjoihin tai tasoittamalla sitä hikillään ennen keilailua.

Kun tiedemiehet kehittävät tekniikkaa, jolla mitataan kaikki pallon liikeradan muuttujat, urheilijat ja heidän valmennustiiminsä ymmärtävät enemmän näistä aerodynaamisista ilmiöistä ja niiden manipuloinnista. Peli kehittyy siksi jatkuvasti, ja rajoja siirretään yhä pidemmälle palkintojen tavoittelussa.

Aikaleima:

Lisää aiheesta Fysiikan maailma