Cricket và golf có rất ít điểm chung. Chắc chắn, có truyền thống mặc áo liền quần dệt kim khi chơi cả hai môn thể thao, nhưng từ hệ thống tính điểm và số lượng người chơi, đến kích thước quả bóng và khu vực chơi, chúng là những trò chơi rất khác nhau. Tuy nhiên, có một đặc điểm mà cả hai đều chia sẻ – cả cricket và golf đều liên quan đến việc đánh một quả bóng có bề mặt có họa tiết. Chi tiết dường như rất nhỏ này cho phép người chơi gôn và vận động viên cricket khai thác các nguyên tắc khí động học để giúp họ giành chiến thắng.
Trong chơi gôn, quả bóng được sản xuất để có một lớp phủ đồng nhất gồm hàng trăm vết lõm. Những điều này tạo ra các túi nhiễu loạn, làm cho luồng không khí di chuyển đến gần bề mặt quả bóng hơn là khi nó trơn. Hiệu ứng này làm giảm vùng áp suất thấp phía sau quả bóng, từ đó giảm lực cản và cho phép quả bóng di chuyển xa hơn.
Một lợi ích khác của thiết kế lúm đồng tiền này là nó khuếch đại “Hiệu ứng Magnus”, một hiện tượng xảy ra khi một quả bóng quay tròn khi nó di chuyển trong không khí. Được đặt tên để vinh danh ngày 19th-Nhà vật lý người Đức thế kỷ Heinrich Gustav Magnus, nó là kết quả của sự chênh lệch áp suất trên một bề mặt quay, giữa phía mà chuyển động của quả bóng cản trở luồng không khí và phía mà nó cùng hướng.
Vật lý của bóng đá
Sự chênh lệch áp suất này gây ra một lực tổng thể tác dụng lên quả bóng theo hướng áp suất thấp. Trong trường hợp người chơi gôn tạo ra xoáy xuống - trong đó “đỉnh” của quả bóng quay về phía người chơi gôn – lực lưới hướng lên trên nên quả bóng sẽ di chuyển xa hơn so với khi nó không quay.
Tính chất vật lý của quả bóng cricket thậm chí còn thú vị hơn. Nó được sản xuất để có bề mặt mịn và bóng, với đường may nổi bao quanh. Trách nhiệm của chính những người chơi cricket là thay đổi kết cấu của bề mặt da (miễn là họ làm như vậy theo luật của trò chơi). Đó là một trách nhiệm với những hậu quả thú vị và một lịch sử đầy bê bối.
Trong môn cricket, có nhiều phong cách chơi bowling, nhưng tất cả đều thuộc hai loại chính – nhanh và xoáy. Quay bowling là giao bóng chậm hơn nhưng bằng cách xoay bóng nhanh, người ném bóng có thể làm cho bóng nảy ở những góc bất thường, khiến người đánh bóng khó dự đoán đường đi tới của nó. Ngược lại, những người ném bóng nhanh cố gắng bắn bóng càng nhanh càng tốt vào người đánh bóng để buộc người đánh phạm lỗi.
Nhưng trong môn bowling nhanh còn có một bộ môn khác gọi là chơi bowling, trong đó mục đích là làm cho quả bóng đi chệch khỏi quỹ đạo tuyến tính. Ý tưởng là điều này sẽ khiến người đánh bóng bối rối và không cho họ đủ thời gian để điều chỉnh cú đánh của mình, khiến nhiều khả năng xảy ra cú đánh bóng (có nghĩa là người đánh bóng đã hết). Một vận động viên ném bóng nhanh có thể đạt được cú giao bóng này từ một quả bóng mới sáng bóng bằng cách đặt góc đường nối nhô cao ra khỏi hướng di chuyển dự định.
Theo thuật ngữ khoa học, swing là một lực ròng tác dụng lên quả bóng, do sự chênh lệch áp suất giữa nó. Khi quả bóng được ném xuống, một lớp không khí mỏng – lớp ranh giới – bao quanh một phần quả bóng. Phần này tách ra khỏi bề mặt tại hai vị trí, được gọi là các điểm phân tách, “phía sau” quả bóng so với hướng chuyển động của nó.
Lớp ranh giới hỗn loạn tách ra khỏi quả bóng muộn hơn lớp ranh giới tầng (nơi luồng không khí thông suốt) và điểm phân tách muộn hơn đó dẫn đến áp suất thấp hơn ở phía đó. Bằng cách có cả hai lớp ranh giới tầng và hỗn loạn ở các phía đối diện của quả bóng, các điểm phân tách trở nên không đối xứng, dẫn đến độ dốc áp suất trên quả bóng.
Người ném bóng sẽ nghiêng đường nối ra khỏi hướng giao bóng, điều này sẽ làm xáo trộn luồng không khí qua một bên của quả bóng
Vậy làm thế nào để tạo cả hai loại lớp ranh giới trên cùng một quả bóng, đặc biệt khi quả bóng đó là một quả bóng cricket mới mịn? Ở đây, đường nối nổi bật của quả bóng phát huy tác dụng. Người ném bóng sẽ nghiêng đường nối này ra khỏi hướng giao bóng, điều này sẽ làm xáo trộn luồng không khí qua một bên của quả bóng. Lớp ranh giới ở phía bên kia vẫn là lớp và do đó bạn có được sự bất đối xứng và cú xoay của mình; trong trường hợp này, theo hướng của đường may.
Tuy nhiên, một quả bóng cricket hoàn toàn mới, chắc chắn và bóng loáng sẽ không giữ được độ bóng lâu. Việc bị va đập và nảy khắp sân trong hàng trăm lần giao hàng có thể tạo ra các vết nứt, nếp nhăn và tình trạng thô ráp nói chung. Mặc dù có vẻ như việc tạo góc cho đường may trên một quả bóng có bề mặt nhẵn đều có mục đích tương tự như đối với một quả bóng mới nhẵn, nhưng thực tế không phải vậy. Khi quả bóng già đi, đường may cũng sẽ bị hao mòn và trở nên kém nổi bật hơn. Về cơ bản, nó sẽ kém hiệu quả hơn trong việc cản trở luồng không khí khiến một bên trở nên hỗn loạn hơn.
Vật lý dành cho người hâm mộ thể thao
Ngược lại, có một nửa quả bóng mịn hơn nửa còn lại có nghĩa là người ném bóng không cần phải tự tạo ra các lớp ranh giới nhiều lớp và hỗn loạn - thay vào đó, những lớp này sẽ hình thành theo bề mặt mà chúng chảy qua. Do đó, người chơi cố gắng duy trì tính chất bất đối xứng của quả bóng, điều này đòi hỏi bên chơi bowling phải giữ một nửa quả bóng càng mịn càng tốt. Điều này thường được thực hiện bằng cách đánh bóng quả bóng trên quần áo của họ, tạo ra những vệt đỏ đặc biệt trên bộ dụng cụ màu trắng của vận động viên cricket hoặc làm phẳng quả bóng bằng mồ hôi trước khi chơi bowling.
Khi các nhà khoa học phát triển công nghệ để định lượng mọi biến số trong quỹ đạo của quả bóng, các vận động viên và đội ngũ huấn luyện của họ ngày càng hiểu rõ hơn về những hiện tượng khí động học này và cách điều khiển chúng. Trò chơi do đó không ngừng phát triển, với các ranh giới ngày càng được đẩy xa hơn trong việc theo đuổi các danh hiệu.
