Cricket en golf hebben weinig gemeen. Natuurlijk is het een traditie om gebreide truien te dragen tijdens het spelen van beide sporten, maar van het puntensysteem en het aantal spelers tot de grootte van de bal en het speelveld zijn het heel verschillende spellen. Er is echter één kenmerk dat de twee delen: zowel cricket als golf hebben betrekking op het raken van een bal met een gestructureerd oppervlak. Dit ogenschijnlijk kleine detail stelt golfers en cricketers in staat om de principes van aerodynamica te benutten om hen te helpen winnen.
Bij golf wordt de bal zo vervaardigd dat hij een uniforme bedekking van honderden kuiltjes heeft. Deze zorgen voor turbulentie, waardoor de luchtstroom dichter bij het oppervlak van de bal komt dan wanneer deze glad zou zijn. Het effect vermindert de lagedrukzone achter de bal, waardoor de weerstand wordt verlaagd en de bal verder kan reizen.
Een ander voordeel van dit kuiltje-ontwerp is dat het de “Magnus-effect”, een fenomeen dat optreedt wanneer een bal ronddraait terwijl hij door de lucht reist. Genoemd ter ere van de 19th-eeuwse Duitse natuurkundige Heinrich Gustaaf Magnus, het is een resultaat van het drukverschil over een draaiend oppervlak, tussen de kant waar de beweging van de bal de luchtstroom tegenwerkt, en de kant waar het in dezelfde richting is.
De fysica van voetbal
Dit drukverschil veroorzaakt een totale kracht over de bal in de richting van lage druk. In het geval dat een golfer backspin creëert – waarbij de “top” van de bal naar de golfer toe draait – is de nettokracht naar boven, zodat de bal verder gaat dan wanneer hij niet zou draaien.
De fysica van een cricketbal is nog interessanter. Het is gemaakt om glad en glanzend te zijn, met een verhoogde gestikte naad eromheen. Het is aan de cricketspelers zelf om de textuur van het leeroppervlak te veranderen (op voorwaarde dat ze dit doen binnen de spelregels). Het is een verantwoordelijkheid met interessante gevolgen en een geschiedenis van schandalen.
In cricket zijn er veel stijlen van bowlen, maar ze vallen allemaal in twee brede categorieën - snel en draaien. Spin bowlen is een langzamere levering, maar door de bal snel te draaien, kan de bowler de bal in ongebruikelijke hoeken laten stuiteren, waardoor het moeilijk wordt voor de persoon die slaat om de inkomende baan te voorspellen. Daarentegen proberen snelle bowlers de bal zo snel mogelijk op de slagman af te vuren om een fout af te dwingen.
Maar binnen snel bowlen is er nog een andere discipline genaamd schommel bowlen, waarbij het de bedoeling is om de bal van een lineaire baan af te laten wijken. Het idee is dat dit de slagman in verwarring brengt en hen niet genoeg tijd geeft om hun slag aan te passen, waardoor een wicket (wat betekent dat de slagman uit is) waarschijnlijker wordt. Een snelle bowler kan deze worp bereiken vanaf een glimmende nieuwe bal door de opstaande naad weg te draaien van de beoogde rijrichting.
In wetenschappelijke termen is swing een nettokracht die zijdelings op de bal inwerkt, als gevolg van een drukverschil erover. Wanneer een bal wordt geworpen, omringt een dunne laag lucht - de grenslaag - een deel van de bal. Dit komt los van het oppervlak op twee locaties, bekend als scheidingspunten, "achter" de bal ten opzichte van de richting van zijn beweging.
Een turbulente grenslaag laat later los van de bal dan een laminaire (waar de luchtstroom glad is), en dat latere scheidingspunt leidt tot een lagere druk aan die kant. Door zowel laminaire als turbulente grenslagen aan weerszijden van de bal te hebben, worden de scheidingspunten asymmetrisch, wat resulteert in een drukgradiënt over de bal.
De bowler zal de naad wegdraaien van de richting van de bal, wat de luchtstroom over één kant van de bal zal verstoren
Dus hoe creëer je beide soorten grenslagen op dezelfde bal, vooral als die bal een gladde nieuwe cricketbal is? Het is hier dat de prominente naad van de bal in het spel komt. De bowler zal deze naad wegdraaien van de richting van de bal, wat de luchtstroom over één kant van de bal zal verstoren. De grenslaag aan de andere kant blijft laminair en zo heb je je asymmetrie en je swing; in dit geval in de richting van de naad.
Een gloednieuwe, mooi stevige en glanzende cricketbal behoudt zijn glans echter niet lang. Over het hele veld geslagen en gestuiterd worden voor mogelijk honderden leveringen zorgt voor scheuren, rimpels en algemene scruffiness. Hoewel het misschien lijkt dat het kantelen van de naad op een uniform sjofele bal hetzelfde doel zou moeten dienen als voor een gladde nieuwe bal, is dit niet het geval. Naarmate de bal ouder wordt, zal ook de naad slijten en minder prominent worden. In wezen zal het minder effectief zijn in het uitschakelen van de luchtstroom om één kant nog turbulenter te maken.
Natuurkunde voor sportfans
Als de helft van de bal daarentegen gladder is dan de andere, betekent dit dat de bowler zelf geen laminaire en turbulente grenslagen hoeft te creëren - in plaats daarvan zullen deze zich vormen volgens het oppervlak waar ze overheen stromen. Spelers proberen daarom de fysieke asymmetrie van de bal te behouden, wat vereist dat de bowlingpartij de helft van de bal zo soepel mogelijk houdt. Dit wordt meestal gedaan door de bal op hun kleding te polijsten, de kenmerkende rode strepen op de witte kits van een cricketspeler te creëren, of de bal glad te strijken met hun zweet voordat ze ermee gaan bowlen.
Terwijl wetenschappers de technologie ontwikkelen om elke variabele van het traject van een bal te kwantificeren, begrijpen atleten en hun coachingteams meer over deze aerodynamische verschijnselen en hoe ze te manipuleren. Het spel is dan ook constant in ontwikkeling, waarbij de grenzen steeds verder worden verlegd bij het nastreven van trofeeën.
