I miei ringraziamenti all'autore ospite Jonathan Roberts, che ha gentilmente preso il tempo di scrivere sulla fisica del tennis da tavolo, risparmiandomi la necessità di affaticare il mio cervello cercando di capire queste cose!
In primo luogo, una breve introduzione alla matematica utilizzata per descrivere il tennis da tavolo. Ci sono una manciata di formule che vengono utilizzate, che un uomo chiamato Sir Isaac Newton ha derivato nella sua opera monumentale Philosophae Naturalis Principia Mathematica. Per inciso, quest'opera è generalmente considerata l'opera più importante mai scritta nella storia della scienza, e io considero Newton il più grande scienziato che sia mai vissuto.
Spiega accuratamente come gli oggetti si muovono dalla scala degli oggetti interstellari (galassie, stelle, pianeti, ROBA SERIAMENTE GRANDE ecc.), fino a cose sulla scala di circa 1000 di millimetro o 1 micron. Dopodiché, questo modello dell'universo inizia a rompersi e devi andare a Teoria e relatività quantistica, che implica l'uso di Matematica e Fisica SPAVENTOSA.
Comunque, questa è la fisica e la matematica del tennis da tavolo nell'universo newtoniano.
Le formule di base da utilizzare qui sono:
P = W÷t
W = Fs
F = ma
a = (v - u)÷t Nota: questo è solitamente riorganizzato in v = u at
T = rF
Nota: quando due lettere sono una accanto all'altra significa moltiplicazione. Questa è la notazione corretta. Prendi la seconda formula come esempio, W = Fs Questo è espresso come W = F moltiplicato per S o W = F x s.
In cui si:
P = Potenza (la quantità di grinta applicata)
W = Lavoro (la quantità di energia consumata)
t = Tempo (Lunghezza di tempo per cui viene richiesta la Potenza)
F = Forza (Fondamentalmente la quantità di grugnito che ha il tiro. Simile a P ma leggermente diverso)
s = Spostamento (questo si traduce essenzialmente in Distanza, tranne in determinate circostanze)
m = Massa (peso della palla, fissato a 2,7 g)
a = Accelerazione (cambiamento di velocità in un dato periodo di tempo)
v = Velocità (velocità del tiro)
u = Velocità iniziale (quanto velocemente ti viene colpita la palla)
T = Coppia (la quantità di forza di rotazione applicata)
r = Raggio (la lunghezza dal centro di un cerchio, al perimetro.)
P = W÷t
Per guadagnare di più potenza nei tuoi scatti devi fare di più opera o prendi di meno tempo nei tuoi scatti Il tempo in un tiro si riferisce al tempo in cui la palla è in contatto con la racchetta che è fissata a circa 0,003 secondi. Pertanto, al fine di aumentare il Opera fatto, si deve esaminare la seconda equazione:
W = Fs
Se la quantità di Forza è aumentato, allora il Opera coefficiente è aumentato. L'altro modo è aumentare il Dislocamento, ma ciò non può essere fatto poiché la lunghezza della tabella è fissa (tecnicamente, lobbing o fare un giro della palla aumenterà il Opera fatto, poiché la palla deve coprire una distanza maggiore della palla che supera a malapena la rete). Per aumentare Forza, occorre esaminare la terza equazione.
F = ma
Per aumentare il Forza, il Messa della palla deve essere aumentato, il che è impossibile, o il Accelerazione ha bisogno di essere aumentato. Per aumentare il accelerazione, analizziamo la quinta equazione.
a = (v - u)÷t
Il risultato del calcolo tra parentesi deve essere calcolato prima (è una legge matematica). Pertanto si desidera massimizzare il accelerazione, minimizzare velocità iniziale. Al fine di massimizzare il velocità, devi colpire la palla più forte che puoi. Il velocità iniziale è qualcosa su cui non hai alcun controllo, poiché è la forza con cui l'avversario ti colpisce la palla. Tuttavia, poiché velocità iniziale sta venendo verso di te, il suo valore è negativo. Quindi viene effettivamente aggiunto al tuo velocità, poiché sottrarre un numero negativo significa in realtà aggiungere i due termini (un'altra legge matematica). Il tempo rimane fisso, per il motivo sopra spiegato.
Quindi questo dimostra perché più colpisci la palla, più Potenza avrà.
Ma la velocità non è tutto nel tennis da tavolo. C'è lo spin, che ora sarà discusso.
Velocità di reazione nel ping-pong
Da un punto di vista biologico, ci sono limiti alla velocità con cui il corpo può reagire a uno stimolo. C'è una differenza in questo tempo tra uno stimolo audio e uno stimolo visivo. Tecnicamente rispondiamo più velocemente a uno stimolo audio che a uno stimolo visivo, rispettivamente 0,14 di secondo rispetto a 0,18 di secondo. Pertanto, se riesci a capire TUTTO sul tiro che devi solo sentirlo colpire la racchetta, sei 0,04 o quattro centesimi di secondo più veloce di chiunque altro abbia mai giocato a ping pong prima.
I buoni giocatori (anche i giocatori medi come me) possono ancora dedurre molto di ciò che sta facendo l'avversario, semplicemente ascoltando il rumore che fa la palla quando tocca la mazza. Ad esempio, un rumore di sfioramento della palla sulla mazza ti dice che è stata applicata una rotazione alla palla, colpire un anello darà questo effetto. Un "buco" più acuto ti dirà che la palla è stata colpita in modo abbastanza solido e ti dirà anche che stanno usando una gomma sottile. Ovviamente è legale chiedere di vedere la mazza dell'opposizione, quindi ascoltare il rumore per dire quale spessore viene utilizzata la gomma è solo qualcosa che può essere fatto.
Alcune persone dicono che quando la pallina colpisce il tavolo possono dire se la pallina è girata al massimo o meno. Personalmente non posso, ma non mi sorprenderebbe che i giocatori d'élite possano farlo.
Nel Tennistavolo, il tempo medio totale per reagire a un tiro è di solito di circa 0,25 di secondo. Con molto allenamento e molta pratica, questo può essere ridotto a 0,18 di secondo. Questo è uno dei grandi fattori che separa i grandi del tennis da tavolo dai migliori giocatori di livello A. Nei livelli d'élite di questo sport, anche essere la più piccola frazione di secondo (1/1000) più veloce inizia a fare la differenza.
Coppia nel ping-pong
T = rF
La coppia è una forza che si verifica quando viene applicata con un angolo attorno a un punto fisso. Questo di solito è un cerchio. Ci sono diversi posti in cui ho visto Torque usato nel Tennistavolo. Alcuni luoghi comuni sono:
- Massimizzare lo spin sulla palla. In questo modo una sfera (la palla) viene ruotata attorno a un punto al suo interno. Ciò significa che più velocemente la palla gira, più alto è il coppia.
- Rilassare il corpo durante la riproduzione di un colpo potente come un distruggere. Distendi i fianchi, poi il busto, poi le spalle, la parte superiore del braccio, la parte inferiore del braccio e infine il polso. Questo aumenta il Raggio dell'altalena. Colpendo la palla verso il bordo esterno della racchetta aumenterà anche il raggio. Non so se questo viene utilizzato nel gioco, poiché ciò significherebbe che la palla colpisce la racchetta al di fuori del punto debole e causa una perdita di controllo.
- Quando si serve un pendolo di diritto servire, una tecnica consiste nell'ingannare l'avversario riducendo al minimo la quantità di effetti esercitati sulla palla. Questo viene fatto toccando la palla vicino alla maniglia, riducendo così al minimo il Raggio dell'altalena.
Tecnicamente, colpire la palla più forte (con una velocità maggiore) aumenta anche la Coppia, poiché questo aumento di velocità si traduce in un aumento diretto dell'accelerazione della palla. Come F = ma, un aumento in un porta ad un aumento diretto di F, che a sua volta porta ad un aumento diretto di coppia.
cioè.
un = (v - u)/t
F = mun
T = rF
Energia
L'energia non può essere osservata. Si possono osservare solo i risultati dell'Energia. Cioè, quando una palla viene colpita forte, stai osservando il trasferimento di energia dal corpo del giocatore alla palla per causare quel tiro, non l'energia stessa.
L'energia è descritta in due forme (ignorando un'infarinatura di altre forme, che, senza diventare estremamente tecniche in chimica e fisica nucleare, esulano dallo scopo di questo articolo). Queste sono l'energia potenziale e l'energia cinetica.
Le formule utilizzate sono:
Energia potenziale: E = mgh
Energia cinetica: E = ½mv2
dove.
E = Energia
m = massa
g = L'accelerazione di gravità (9,81001 ms-2 a 5 cifre decimali se è necessario saperlo)
h = Altezza dell'oggetto
v = Velocità.
E = mgh
Questa è una rappresentazione dell'Energia Potenziale. Questo rappresenta la capacità dell'oggetto in questione di utilizzare l'energia. Ad esempio, se avevi in mano una pallina da ping pong e la rimuovi rapidamente, la pallina comincerebbe a cadere (a causa della gravità). Quando ciò accade, l'energia potenziale della palla inizia a essere convertita in energia cinetica. Quando colpisce il suolo, l'energia cinetica inizia a tornare in energia potenziale, fino a quando la palla raggiunge il picco del suo rimbalzo e ricomincia a cadere.
In teoria, questo dovrebbe continuare per sempre, poiché l'energia non può essere creata o distrutta (tranne in una reazione nucleare, che coinvolge quella che è probabilmente l'equazione più famosa di Science: E = mc2). Il motivo per cui non continua per sempre è dovuto alla resistenza dell'aria, sotto forma di attrito, e al fatto che la collisione della palla e del terreno non è perfettamente elastico (parte dell'energia cinetica della palla viene convertita in calore, quando urta con il suolo, e c'è anche un certo attrito tra il pavimento e la palla).
Se vuoi condurre un esperimento (puoi guadagnare un bel po' di soldi con questo "trucco"), prova a far cadere una pallina da golf e una da ping pong dalla stessa altezza e vedi quale colpisce prima il suolo. Entrambi colpiranno allo stesso tempo, poiché la resistenza dovuta all'aria è quasi esattamente uguale. Un altro modo è eseguire l'esperimento nel vuoto, anche se è più difficile da configurare. In tal caso, puoi far cadere una piuma e un mattone e i due colpiranno il terreno contemporaneamente.
Questo spiega perché un servizio con un lancio alto della palla è più pericoloso di un lancio alto solo 6 pollici. L'energia guadagnata dal lancio alto può essere convertita in rotazione o velocità quando viene colpita dalla racchetta.
E = ½mv2
Questa formula mostra che più velocemente colpisci la palla, più energia avrà il tiro. Se la massa del pipistrello è alta, si tradurrà anche in più Energia nel tiro. Questo perché i termini di massa ed energia sono entrambi direttamente proporzionali all'energia.
Perché la palla da 38 mm è più veloce di quella da 40 mm?
Poiché la palla da 38 mm ha un raggio più piccolo, ha anche una massa inferiore e quindi un'energia inferiore a causa dell'equazione E = ½mv2. Ciò dovrebbe quindi significare che la velocità complessiva della palla è inferiore. MA, la palla da 38 mm è più veloce della palla da 40 mm perché l'aumento del raggio si traduce in un aumento della resistenza al vento, rallentando così la palla da 40 mm. Quando hai a che fare con oggetti di massa ridotta come una pallina da ping pong, la resistenza dell'aria è un fattore importante nel rallentarlo.
E questa è un'introduzione di base alla fisica del tennis da tavolo.
