Mes remerciements à l'auteur invité Jonathan Roberts, qui a gentiment pris le temps d'écrire sur la physique du tennis de table, ce qui m'a épargné le besoin de fatiguer mon cerveau pour essayer de comprendre ce genre de choses !
Tout d'abord, une très brève introduction aux mathématiques utilisées pour décrire le tennis de table. Il y a une poignée de formules qui sont utilisées, qu'un homme appelé Sir Isaac Newton a dérivé dans son œuvre monumentale Philosophae Naturalis Principia Mathematica. Incidemment, ce travail est généralement considéré comme le travail le plus important jamais écrit dans l'histoire de la science, et je considère Newton comme le plus grand scientifique à avoir jamais vécu.
Il explique avec précision comment les objets se déplacent à l'échelle des objets interstellaires (galaxies, étoiles, planètes, SÉRIEUSEMENT GROSSES CHOSES, etc.), jusqu'à des choses à l'échelle d'environ 1000e de millimètre ou 1 micron. Après cela, ce modèle de l'univers commence à s'effondrer et vous devez passer à la théorie quantique et à la relativité, qui implique des mathématiques et une physique EFFRAYANTES à utiliser.
Quoi qu'il en soit, c'est la physique et les mathématiques du tennis de table dans l'univers newtonien.
Les formules de base à utiliser ici sont :
P = W÷t
W = Fs
F = ma
a = (v - u)÷t Remarque: Ceci est généralement réarrangé en v = u à
T = rF
Remarque: lorsque deux lettres sont côte à côte, cela signifie une multiplication. C'est la notation correcte. Prenons la deuxième formule comme exemple, W = Fs Ceci est exprimé comme W = F multiplié par s ou W = F x s.
Où:
P = Puissance (La quantité de punch qui est appliquée)
W = Travail (La quantité d'énergie consommée)
t = Temps (durée pendant laquelle la puissance est appliquée)
F = Force (essentiellement la quantité de grognement du tir. Similaire à P mais subtilement différent)
s = Déplacement (cela se traduit essentiellement par Distance, sauf dans certaines circonstances)
m = Masse (poids de la balle, fixé à 2,7g)
a = Accélération (changement de vitesse sur une période de temps donnée)
v = Vitesse (vitesse du tir)
u = Vitesse initiale (à quelle vitesse la balle vous est-elle frappée)
T = couple (la quantité de force de rotation appliquée)
r = Rayon (la longueur du milieu d'un cercle au périmètre.)
P = W÷t
Afin de gagner plus Puissance dans tes clichés, tu dois en faire plus travail ou prendre moins temps dans tes clichés. Les temps dans un coup fait référence au temps de contact de la balle avec la raquette qui est fixé à environ 0,003 seconde. Par conséquent, afin d'augmenter la Travail fait, la deuxième équation doit être examinée:
W = Fs
Si le montant de Obliger est augmenté, alors le Travail coefficient est augmenté. L'autre façon est d'augmenter le Déplacement, mais cela ne peut pas être fait car la longueur de la table est fixe (techniquement, lobant ou boucler la balle augmentera la Travail fait, car le ballon doit couvrir une plus grande distance que le ballon qui franchit à peine le filet). Afin d'augmenter Obliger, la troisième équation doit être examinée.
F = ma
Afin d'augmenter la Obliger, les Masse de la balle doit être augmentée ce qui est impossible, ou le Accélération doit être augmenté. Afin d'augmenter la accélération, nous analysons la cinquième équation.
a = (v - u)÷t
Le résultat du calcul entre parenthèses doit être calculé en premier (c'est une loi mathématique). Par conséquent, vous souhaitez maximiser le accélération, minimiser le Vitesse initiale. Afin de maximiser la rapidité, vous devez frapper la balle aussi fort que vous le pouvez. Les Vitesse initiale est quelque chose sur lequel vous n'avez aucun contrôle, car c'est la force avec laquelle l'adversaire vous frappe. Cependant, comme le Vitesse initiale vient vers vous, sa valeur est négative. Il est donc en fait ajouté à votre rapidité, car soustraire un nombre négatif signifie en fait que vous ajoutez les deux termes (une autre loi mathématique). Les temps reste fixe, pour la raison expliquée ci-dessus.
Par conséquent, cela démontre pourquoi plus vous frappez la balle fort, plus Puissance il aura.
Mais, la vitesse n'est pas tout dans le tennis de table. Il y a le spin, qui sera maintenant discuté.
Vitesse de réaction au tennis de table
D'un point de vue biologique, il y a des limites à la vitesse à laquelle le corps peut réagir à un stimulus. Il y a une différence dans ce temps entre un stimulus audio et un stimulus visuel. Techniquement, nous répondons plus rapidement à un stimulus audio qu'à un stimulus visuel, 0,14 de seconde contre 0,18 de seconde respectivement. Par conséquent, si vous pouvez TOUT calculer sur le coup dont vous avez besoin juste en l'entendant frapper la raquette, vous êtes 0,04 ou quatre centièmes de seconde plus rapide que quiconque ayant déjà joué au tennis de table avant.
Les bons joueurs (même les joueurs moyens comme moi) peuvent encore déduire beaucoup de ce que fait l'opposition, simplement en écoutant le bruit que fait la balle lorsqu'elle entre en contact avec la batte. Par exemple, un bruit de frottement de la balle sur la batte vous indique qu'un spin a été mis sur la balle, frapper une boucle donnera cet effet. Un « pock » plus net vous dira que la balle a été frappée assez solidement et vous dira également qu'ils utilisent un caoutchouc fin. Il est, bien sûr, légal de demander à voir la batte de l'opposition, donc écouter le bruit pour dire quelle épaisseur de caoutchouc est utilisée est juste quelque chose qui peut être fait.
Certaines personnes disent que lorsque la balle frappe la table, elles peuvent dire si la balle est tournée en haut ou en dessous. Personnellement, je ne peux pas, mais cela ne me surprendrait pas que des joueurs d'élite le puissent.
Au tennis de table, le temps total moyen pour réagir à un tir est généralement d'environ 0,25 seconde. Avec beaucoup d'entraînement et beaucoup de pratique, cela peut être réduit à 0,18 de seconde. C'est l'un des principaux facteurs qui sépare les grands du tennis de table des meilleurs joueurs de niveau A. Dans les niveaux d'élite du sport, même être la plus petite fraction de seconde (1/1000e) plus rapide commence à faire la différence.
Couple au tennis de table
T = rF
Le couple est une force qui se produit lorsqu'elle est appliquée à un angle autour d'un point fixe. Il s'agit généralement d'un cercle. Il y a plusieurs endroits où j'ai vu Torque utilisé dans le tennis de table. Certains lieux communs sont:
- Maximiser la rotation de la balle. En faisant cela, une sphère (la balle) est tournée autour d'un point à l'intérieur. Cela signifie que plus la balle tourne vite, plus le Couple.
- Dérouler le corps lors de la lecture d'un coup puissant tel qu'un fracasser. Vous déroulez vos hanches, puis votre torse, puis vos épaules, le haut du bras, l'avant-bras et enfin le poignet. Cela augmente le Rayon de la balançoire. En frappant la balle vers le bord extérieur de la raquette, vous augmenterez également le rayon. Je ne sais pas si cela est utilisé dans le jeu, car cela signifierait que la balle heurte la raquette en dehors du sweet spot et provoque une perte de contrôle.
- Au moment de servir un service pendule coup droit, une technique consiste à tromper l'adversaire en minimisant la quantité d'effet mis sur la balle. Cela se fait en contactant la balle près de la poignée, minimisant ainsi la Rayon de la balançoire.
Techniquement, frapper la balle plus fort (avec une vitesse plus élevée) augmente également le couple, car cette augmentation de la vitesse entraîne une augmentation directe de l'accélération de la balle. Comme F = ma, une augmentation de une conduit à une augmentation directe de F, ce qui entraîne une augmentation directe de Couple.
c'est à dire.
une = (v - u)/t
F = mune
T = rF
Énergie
L'énergie ne peut pas être observée. Seuls les résultats de l'énergie peuvent être observés. C'est-à-dire que lorsqu'une balle est frappée durement, vous observez le transfert d'énergie du corps du joueur à la balle pour provoquer ce tir, et non l'énergie elle-même.
L'énergie est décrite sous deux formes (en ignorant une poignée d'autres formes, qui, sans devenir extrêmement techniques en chimie et en physique nucléaire, dépassent le cadre de cet article). Ce sont l'énergie potentielle et l'énergie cinétique.
Les formules utilisées sont:
Énergie potentielle: E = mgh
Énergie cinétique: E = ½mv2
où.
E = Énergie
m = masse
g = L'accélération due à la gravité (9,81001 ms-2 à 5 décimales si vous devez savoir)
h = Hauteur de l'objet
v = Vitesse.
E = mgh
Ceci est une représentation de l'énergie potentielle. Cela représente la capacité de l'objet en question à utiliser l'énergie. Par exemple, si une balle de tennis de table était dans votre main et que vous retirez votre main rapidement, la balle commencerait à tomber (à cause de la gravité). Lorsque cela se produit, l'énergie potentielle de la balle commence à être convertie en énergie cinétique. Lorsqu'elle touche le sol, l'énergie cinétique commence à se transformer en énergie potentielle, jusqu'à ce que la balle atteigne le sommet de son rebond et recommence à retomber.
Théoriquement, cela devrait continuer pour toujours, car l'énergie ne peut pas être créée ou détruite (sauf dans une réaction nucléaire, ce qui implique ce qui est probablement l'équation la plus célèbre de la science: E = mc2). La raison pour laquelle cela ne continue pas éternellement est due à la résistance de l'air, sous forme de friction, et au fait que la collision de la balle et du sol n'est pas parfaitement élastique (une partie de l'énergie cinétique de la balle est convertie en chaleur, lorsqu'elle heurte le sol, et il y a aussi une certaine friction entre le sol et le ballon).
Si vous voulez faire une expérience (vous pouvez gagner pas mal d'argent avec cette « astuce »), essayez de laisser tomber une balle de golf et une balle de tennis de table à la même hauteur et voyez laquelle touche le sol en premier. Les deux frapperont en même temps, car la résistance due à l'air est presque exactement égale. Une autre façon consiste à effectuer l'expérience dans le vide, bien que cela soit plus difficile à mettre en place. Dans ce cas, vous pouvez laisser tomber une plume et une brique, et les deux frapperont le sol simultanément.
Cela explique pourquoi un service avec un lancer de balle haut est plus dangereux qu'un lancer de seulement 6 pouces de haut. L'énergie gagnée par le lancer élevé peut être convertie en rotation ou en vitesse lorsqu'elle est frappée par la raquette.
E = ½mv2
Cette formule montre que plus vous frappez la balle rapidement, plus le tir aura d'énergie. Si la masse de la chauve-souris est élevée, cela entraînera également plus d'énergie dans le tir. C'est parce que les termes de masse et d'énergie sont tous deux directement proportionnels à l'énergie.
Pourquoi la boule de 38 mm est-elle plus rapide que la boule de 40 mm?
Comme la boule de 38 mm a un rayon plus petit, elle a également une masse plus faible, et donc une énergie plus faible en raison de l'équation E = ½mv2. Cela devrait donc signifier que la vitesse globale de la balle est plus faible. MAIS, la boule de 38 mm est plus rapide que la boule de 40 mm car l'augmentation du rayon entraîne une augmentation de la résistance au vent, ralentissant ainsi la boule de 40 mm. Lorsque vous manipulez des objets de faible masse comme une balle de tennis de table, la résistance de l'air est un facteur majeur de ralentissement.
Et c'est une introduction de base à la physique du tennis de table.
