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Cricket e la fisica dietro lo swing bowling

Colpisci i ceppi Più gli scienziati comprendono il comportamento della palla, più il gioco diventa sviluppato. (Per gentile concessione di: iStock/simonkr)

Cricket e golf hanno poco in comune. Certo, c'è una tradizione di indossare maglioni lavorati a maglia mentre si praticano entrambi gli sport, ma dal sistema di punteggio e dal numero di giocatori, alle dimensioni della palla e dell'area di gioco, sono giochi molto diversi. C'è una caratteristica che i due condividono però: sia il cricket che il golf implicano il colpire una palla che ha una superficie ruvida. Questo dettaglio apparentemente minore consente a golfisti e giocatori di cricket di sfruttare i principi dell'aerodinamica per aiutarli a vincere.

Nel golf, la pallina è fabbricata per avere una copertura uniforme di centinaia di fossette. Questi creano sacche di turbolenza, che fanno passare il flusso d'aria più vicino alla superficie della palla che se fosse liscia. L'effetto riduce la zona di bassa pressione dietro la palla, riducendo così la resistenza e consentendo alla palla di viaggiare ulteriormente.

Un altro vantaggio di questo disegno fossette è che amplifica il “Effetto Magnus”, un fenomeno che si verifica quando una pallina gira mentre viaggia nell'aria. Chiamato in onore del 19thfisico tedesco del secolo scorso Enrico Gustavo Magno, è il risultato della differenza di pressione su una superficie rotante, tra il lato in cui il movimento della pallina si oppone al flusso d'aria e il lato in cui si trova nella stessa direzione.

Questa differenza di pressione provoca una forza complessiva attraverso la palla nella direzione della bassa pressione. Nel caso in cui un giocatore di golf crei un backspin, in cui la "parte superiore" della pallina ruota verso il giocatore, la forza netta è verso l'alto, quindi la pallina viaggia più lontano di quanto farebbe se non stesse girando.

La fisica di una palla da cricket è ancora più interessante. È realizzato per essere liscio e lucido, con una cucitura in rilievo che lo circonda. L'onere è sugli stessi giocatori di cricket di alterare la trama della superficie della pelle (a condizione che lo facciano entro le regole del gioco). È una responsabilità con conseguenze interessanti e una storia di scandali.

Nel cricket, ci sono molti stili di bowling, ma rientrano tutti in due grandi categorie: veloce e spin. Bowling rotante è una consegna più lenta ma ruotando rapidamente la palla, il lanciatore può far rimbalzare la palla ad angoli insoliti, rendendo difficile per la persona che batte prevedere il suo percorso in arrivo. Al contrario, i lanciatori veloci cercano di sparare la palla il più rapidamente possibile contro il battitore per forzare un errore.

Ma nel bowling veloce c'è un'altra disciplina chiamata altalena da bowling, dove l'obiettivo è far deviare la palla da una traiettoria lineare. L'idea è che questo confonderà il battitore e non darà loro abbastanza tempo per aggiustare il tiro, rendendo più probabile un wicket (il che significa che il battitore è fuori). Un lanciatore veloce può ottenere questa consegna da una palla nuova e brillante inclinando la cucitura rialzata lontano dalla direzione di marcia prevista.

In termini scientifici, lo swing è una forza netta che agisce lateralmente sulla palla, risultante da una differenza di pressione su di essa. Quando una palla viene lanciata, un sottile strato d'aria, lo strato limite, circonda parte della palla. Questo si stacca dalla superficie in due punti, noti come punti di separazione, "dietro" la palla rispetto alla direzione del suo movimento.

Uno strato limite turbolento si stacca dalla sfera più tardi di uno laminare (dove il flusso d'aria è regolare) e quel punto di separazione successivo porta a una pressione inferiore su quel lato. Avendo entrambi gli strati limite laminari e turbolenti sui lati opposti della palla, i punti di separazione diventano asimmetrici, risultando in un gradiente di pressione attraverso la palla.

La bombetta inclinerà la cucitura lontano dalla direzione di lancio, il che disturberà il flusso d'aria su un lato della palla

Quindi, come si creano entrambi i tipi di strato limite sulla stessa palla, specialmente quando quella palla è una nuova palla da cricket liscia? È qui che entra in gioco la cucitura prominente della palla. La bombetta inclinerà questa cucitura lontano dalla direzione di lancio, il che disturberà il flusso d'aria su un lato della palla. Lo strato limite sull'altro lato rimane laminare e quindi hai la tua asimmetria e il tuo swing; in questo caso, in direzione della cucitura.

Tuttavia, una palla da cricket nuova di zecca, meravigliosamente solida e lucida non mantiene la sua brillantezza a lungo. Essere colpiti e rimbalzati su tutto il campo per potenzialmente centinaia di consegne crea crepe, rughe e trascuratezza generale. Anche se può sembrare che inclinare la cucitura su una palla uniformemente trasandata dovrebbe servire allo stesso scopo di una palla nuova e liscia, non è così. Con l'invecchiamento della palla, anche la cucitura subirà usura e diventerà meno prominente. In sostanza, sarà meno efficace nell'innescare il flusso d'aria per rendere un lato ancora più turbolento.

Al contrario, avere metà della palla più liscia dell'altra significa che il lanciatore non ha bisogno di creare strati limite laminari e turbolenti da soli, invece questi si formeranno secondo la superficie su cui scorrono. I giocatori quindi cercano di mantenere l'asimmetria fisica della palla, che richiede alla squadra di bowling di mantenere una metà della palla il più liscia possibile. Questo di solito viene fatto lucidando la palla sui loro vestiti, creando le caratteristiche strisce rosse sulle divise bianche di un giocatore di cricket o levigandola con il sudore prima di lanciarla.

Mentre gli scienziati sviluppano la tecnologia per quantificare ogni variabile della traiettoria di una palla, gli atleti e i loro team di allenatori stanno capendo di più su questi fenomeni aerodinamici e su come manipolarli. Il gioco è quindi in costante sviluppo, con limiti sempre più spinti nella ricerca dei trofei.

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