Krikett és a swing bowling mögötti fizika PlatoBlockchain Data Intelligence. Függőleges keresés. Ai.

Krikett és a swing bowling mögötti fizika

Üsd el a csonkokat Minél jobban megértik a tudósok a labdák viselkedését, annál fejlettebbé válik a játék. (jóvoltából: iStock/simonkr)

A krikettben és a golfban kevés a közös. Természetesen hagyománya van a kötött jumper viselésének mindkét sportág során, de a pontozási rendszertől és a játékosok számától kezdve a labda méretéig és a játékterületig ezek nagyon különböző játékok. Van azonban egy jellemző a kettő között – mind a krikettben, mind a golfban egy texturált felületű labdát kell eltalálni. Ez a látszólag apró részlet lehetővé teszi a golfozók és krikettjátékosok számára, hogy kihasználják az aerodinamika alapelveit a győzelem érdekében.

A golfban a labdát úgy gyártják, hogy egyenletesen fedje le több száz gödröcskét. Ezek turbulencia-zsebeket hoznak létre, amelyek révén a légáramlás közelebb halad a labda felületéhez, mintha sima lenne. A hatás csökkenti a labda mögötti alacsony nyomású zónát, ezáltal csökkenti a légellenállást és lehetővé teszi a labda továbbhaladását.

Ennek a gödröcskés kialakításnak egy másik előnye, hogy felerősíti a „Magnus-effektus”, egy olyan jelenség, amely akkor fordul elő, amikor egy labda a levegőben haladva megpördül. 19 tiszteletére nevezték elthszázadi német fizikus Heinrich Gustav Magnus, ez a nyomáskülönbség eredménye egy forgó felületen, azon oldal között, ahol a labda mozgása ellentétes a légáramlással, és azon oldal között, ahol ugyanabban az irányban van.

Ez a nyomáskülönbség összerőt hoz létre a labdán az alacsony nyomás irányába. Abban az esetben, ha egy golfozó visszapörget – ahol a labda „tete” forog a golfozó felé – a nettó erő felfelé irányul, így a labda tovább halad, mint ha nem forogna.

A krikettlabda fizikája még érdekesebb. Simára és fényesre gyártották, magasított varrott varrás veszi körül. Maguk a krikettjátékosok kötelessége megváltoztatni a bőrfelület textúráját (feltéve, hogy ezt a játék törvényei szerint teszik). Érdekes következményekkel járó felelősség és botrányok története.

A krikettben számos bowlingstílus létezik, de ezek mindegyike két nagy kategóriába sorolható – gyors és pörgő. Spin bowling egy lassabb kézbesítés, de a labda gyors forgatásával a tekéző szokatlan szögben pattogtathatja a labdát, ami megnehezíti az ütő személy számára, hogy megjósolja a bejövő útját. Ezzel szemben a gyors tekercsek megpróbálják a lehető leggyorsabban rálőni a labdát az ütőre, hogy hibát kényszerítsenek ki.

De a gyors bowlingon belül van egy másik tudományág, az úgynevezett swing bowling, ahol a cél az, hogy a labda eltérjen egy lineáris pályától. Az ötlet az, hogy ez megzavarja a tészta, és nem ad elég időt nekik, hogy módosítsák a lövésüket, így nagyobb a valószínűsége a kapunak (ami azt jelenti, hogy a tészta kiesik). Egy gyors dobó egy fényes új labdából úgy érheti el ezt a szállítást, hogy a megemelt varrást elhajtja a tervezett haladási iránytól.

Tudományos értelemben a lengés a labdára oldalirányban ható nettó erő, amely a labdán átívelő nyomáskülönbségből ered. Amikor egy labdát dobnak, egy vékony levegőréteg – a határréteg – veszi körül a labda egy részét. Ez két helyen, úgynevezett elválasztási ponton válik le a felszínről, a labda „mögé” a mozgás irányához képest.

Egy turbulens határréteg később válik le a labdáról, mint egy lamináris (ahol a légáramlás egyenletes), és ez a későbbi elválasztási pont alacsonyabb nyomást eredményez ezen az oldalon. Azáltal, hogy lamináris és turbulens határrétegek vannak a labda ellentétes oldalán, az elválasztási pontok aszimmetrikussá válnak, ami nyomásgradienst eredményez a golyón keresztül.

A tányér elfordítja a varratot a szállítás irányától, ami megzavarja a légáramlást a labda egyik oldalán

Tehát hogyan lehet mindkét típusú határréteget létrehozni ugyanazon a labdán, különösen, ha az egy sima új krikettlabda? Itt lép játékba a labda kiemelkedő varrata. A tekercs ezt a varratot elfordítja a szállítás irányától, ami megzavarja a légáramlást a labda egyik oldalán. A másik oldalon lévő határréteg lamináris marad, így megvan az aszimmetriád és a lendületed; ebben az esetben a varrás irányába.

Egy vadonatúj, gyönyörűen feszes és fényes krikettlabda azonban nem őrzi meg sokáig fényét. Ha az egész pályán ütik és ugrálják a potenciálisan több száz szállítást, repedések, ráncok és általános kopás keletkezik. Bár úgy tűnhet, hogy a varrás megdöntése egy egyenletesen kopott golyón ugyanazt a célt szolgálja, mint egy sima új golyó esetében, ez nem így van. Ahogy a golyó öregszik, a varrás is elhasználódik, és kevésbé lesz feltűnő. Lényegében kevésbé lesz hatékony a légáramlás leállításában, hogy az egyik oldal még turbulensebb legyen.

Ezzel szemben, ha a labda fele simább, mint a másik, azt jelenti, hogy a tányérnak nem kell magának lamináris és turbulens határrétegeket létrehoznia, hanem azok a felület szerint alakulnak ki, amelyen átfolynak. A játékosok ezért igyekeznek megőrizni a labda fizikai aszimmetriáját, ami megköveteli, hogy a teke oldal a labda egyik felét a lehető legsimábban tartsa. Ez általában úgy történik, hogy kifényesítik a labdát a ruhájukon, jellegzetes piros csíkokat hoznak létre egy krikettjátékos fehér készletén, vagy elsimítják verejtékükkel, mielőtt bowlingoznák.

Ahogy a tudósok kifejlesztik a technológiát a labda röppályájának minden változójának számszerűsítésére, a sportolók és edzőcsapataik egyre többet értenek ezekről az aerodinamikai jelenségekről és azok manipulálásáról. A játék ezért folyamatosan fejlődik, a határok egyre jobban kitágulnak a trófeák hajszolása során.

Időbélyeg:

Még több Fizika Világa