O críquete e a física por trás do swing bowling PlatoBlockchain Data Intelligence. Pesquisa vertical. Ai.

Cricket e a física por trás do swing bowling

Acerte os tocos Quanto mais os cientistas compreendem o comportamento da bola, mais desenvolvido o jogo se torna. (Cortesia: iStock/simonkr)

O críquete e o golfe têm pouco em comum. Claro, existe uma tradição de usar moletons de malha durante a prática de ambos os esportes, mas desde o sistema de pontuação e o número de jogadores, até o tamanho da bola e a área de jogo, são jogos muito diferentes. Porém, há uma característica que os dois compartilham – tanto o críquete quanto o golfe envolvem acertar uma bola com uma superfície texturizada. Este detalhe aparentemente menor permite que jogadores de golfe e críquete explorem os princípios da aerodinâmica para ajudá-los a vencer.

No golfe, a bola é fabricada para ter uma cobertura uniforme de centenas de covinhas. Estes criam bolsas de turbulência, que fazem com que o fluxo de ar passe mais próximo da superfície da bola do que se esta fosse lisa. O efeito reduz a zona de baixa pressão atrás da bola, diminuindo assim o arrasto e permitindo que a bola se desloque mais longe.

Outro benefício deste design de covinha é que ele amplifica o “Efeito Magnus”, um fenômeno que ocorre quando uma bola gira enquanto viaja pelo ar. Nomeado em homenagem ao 19thfísico alemão do século Henrique Gustavo Magno, é o resultado da diferença de pressão através de uma superfície giratória, entre o lado onde o movimento da bola se opõe ao fluxo de ar e o lado onde está na mesma direção.

Esta diferença de pressão causa uma força global através da bola na direção da baixa pressão. No caso de um jogador de golfe criar um backspin – onde o “topo” da bola gira em direção ao jogador de golfe – a força resultante é para cima, de modo que a bola se desloca mais longe do que se não estivesse girando.

A física de uma bola de críquete é ainda mais interessante. É fabricado para ser liso e brilhante, com uma costura em relevo ao seu redor. A responsabilidade de alterar a textura da superfície do couro recai sobre os próprios jogadores de críquete (desde que o façam dentro das leis do jogo). É uma responsabilidade com consequências interessantes e um histórico de escândalos.

No críquete, existem muitos estilos de boliche, mas todos eles se enquadram em duas grandes categorias – rápido e giratório. Spin boliche é um lançamento mais lento, mas ao girar a bola rapidamente, o lançador pode fazer com que a bola quique em ângulos incomuns, tornando difícil para a pessoa que está rebatendo prever seu caminho de entrada. Em contraste, os arremessadores rápidos tentam atirar a bola o mais rápido possível no batedor para forçar um erro.

Mas dentro do boliche rápido existe outra disciplina chamada boliche, onde o objetivo é fazer com que a bola se desvie de uma trajetória linear. A ideia é que isso confundirá o batedor e não lhe dará tempo suficiente para ajustar sua tacada, tornando um postigo (significando que o batedor está fora) mais provável. Um lançador rápido pode conseguir esse lançamento a partir de uma bola nova e brilhante, inclinando a costura elevada para longe da direção de deslocamento pretendida.

Em termos científicos, o swing é uma força resultante que atua lateralmente na bola, resultante de uma diferença de pressão através dela. Quando uma bola é lançada, uma fina camada de ar – a camada limite – envolve parte da bola. Esta se desprende da superfície em dois locais, conhecidos como pontos de separação, “atrás” da bola em relação à direção de seu movimento.

Uma camada limite turbulenta se desprende da bola mais tarde do que uma camada laminar (onde o fluxo de ar é suave), e esse ponto de separação posterior leva a uma pressão mais baixa naquele lado. Por ter camadas limite laminares e turbulentas em lados opostos da bola, os pontos de separação tornam-se assimétricos, resultando num gradiente de pressão através da bola.

O lançador irá inclinar a costura para longe da direção de lançamento, o que perturbará o fluxo de ar sobre um lado da bola

Então, como você cria os dois tipos de camada limite na mesma bola, especialmente quando essa bola é uma bola de críquete nova e lisa? É aqui que entra em jogo a costura proeminente da bola. O lançador irá inclinar esta costura para longe da direção do lançamento, o que irá perturbar o fluxo de ar sobre um lado da bola. A camada limite do outro lado permanece laminar e assim você tem sua assimetria e seu balanço; neste caso, na direção da costura.

No entanto, uma bola de críquete nova, lindamente firme e brilhante não mantém seu brilho por muito tempo. Ser atingido e rebatido por todo o campo durante potencialmente centenas de entregas cria rachaduras, rugas e sujeira geral. Embora possa parecer que inclinar a costura em uma bola uniformemente desalinhada deva servir ao mesmo propósito que em uma bola nova e lisa, este não é o caso. À medida que a bola envelhece, a costura também sofre desgaste e se torna menos proeminente. Essencialmente, será menos eficaz em desarmar o fluxo de ar e tornar um lado ainda mais turbulento.

Em contraste, ter metade da bola mais lisa do que a outra significa que o lançador não precisa criar camadas limites laminares e turbulentas – em vez disso, estas se formarão de acordo com a superfície sobre a qual fluem. Os jogadores, portanto, tentam manter a assimetria física da bola, o que exige que o lado do boliche mantenha metade da bola o mais lisa possível. Isso geralmente é feito polindo a bola em suas roupas, criando listras vermelhas distintas nos kits brancos de um jogador de críquete ou alisando-a com o suor antes de jogá-la.

À medida que os cientistas desenvolvem a tecnologia para quantificar cada variável da trajetória de uma bola, os atletas e as suas equipas técnicas compreendem melhor estes fenómenos aerodinâmicos e como manipulá-los. O jogo está, portanto, em constante desenvolvimento, com os limites sendo cada vez mais ampliados na busca por troféus.

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