Knuckleball fizika

Per paskutines paskutines dienas olimpines žaidynes buvo daug galimybių pamatyti vieną iš labiausiai keistų ir paslaptingiausių sportinių akinių: knuckleball. Net jei jūs niekada negirdėjote apie „Knuckleball“, tikriausiai matėte, kad tai atsitiko prieš akis. „Knuckleball“ iš esmės yra tada, kai sferinis šuolis nukenčia arba išmestas taip, kad kamuolys sumažėtų iki minimumo, sukuriant nenuspėjamą zigzago trajektoriją, kuri gali nustebinti priešingą komandą (taip pat ir savo komandos žaidėjus).

Pavadinimas kilęs iš senų beisbolo ąsočių pradžios „Major League Baseball“ (ypač „Eddie Cicotte“ iš Čikagos „White Sox“), kurie buvo naudojami, kad sukibtų kamuolį su savo pirštais prieš mesti. Tikslas - suteikti kamuolys kiek įmanoma mažiau rotacinio sukimosi.

Tokiu būdu atsiranda trajektorijos trajektorija, kurią paveikia oro srauto skirtumai, kuriuos palengvina skirtumai tarp sklandžių rutulio paviršių ir šiurkštesnis siūlių susiuvimas (arba ta idėja - daugiau apie tai, kodėl tai gali būti netinkama). Iš esmės, jūs priverčiaite oro srautą sukurti asimetrinį tempimą, kuris sukuria zigzago panašų žingsnį. Kamuolys, vedantis į savo namų planetą, iš esmės atrodys kaip flitteris į šoną arba aukštyn ir žemyn.

Žinoma, nenorite mesti rutulio ne nugara - tik nedidelis, kai kamuolys apima atstumą, nesukeldamas daugiau nei pusės sukimosi. Jūs galite apsvarstyti, kad „knuckleball“ yra atvirkštinė futbolo kreivų bešūkių versija, kurios tikslas yra taikyti labai energingą nugarą, kad jis judėtų į vieną kryptį.

Bandymas mesti kamuolį į šią labai siaurą sukimosi slenkstį yra neįtikėtinai sunki užduotis - ir dėl šios priežasties tiek mažų stiklainių, kurie grojo didžiosiose įmonėse, ją tobulino. Be to, greitis yra aukščiausioji metrika vertinant ąsotis - ir todėl, kad knuckleball juda lėčiau nei bet kokio kito tipo pikio, šiomis dienomis vis mažiau ir mažiau paskatų būti tobula.

Nors kneblung'ai yra labiausiai matomi beisbolo žaidime, jie taip pat vyksta sporto, pvz., Futbolo ir tinklinio, veikloje, tačiau taip pat keistai nėra žaidimų, tokių kaip stalo tenisas, skvošas ir krepšinis. Ir daugelyje šių sporto šakų kamuoliukuose trūksta siūlių arba paviršiaus aukšto asimetrijos laipsnio. Tad kodėl mes vis dar matome, kad kitose sporto šakose yra knuckleballs?

Šis klausimas atneša mums tyrinėjimų, susijusių su knuckleballs fizikos tyrimais, kuriuos atliko skysčių dinamikos tyrėjas Baptiste Darbois Texier. 2012 m., Per skysčių dinamikos eksperimentą, kuris sumažino plieno, stiklo ir plastiko karoliukus iš įvairių dydžių į vandenį, ji ir jos kolegos nustatė, kad sfera sraute - kaip ir knuckleball - patirs fenomeną, kur prasideda traukos jėga objektui smarkiai sumažėjo. Į šoną pajudėja jėga, kuri sukelia „traukimo krizę“ - sukelia kamuoliuką į priekį ir atgal ir juda į priekį.

Naujausiame tyrime, paskelbtame tik praėjusį mėnesį Naujas fizikos žurnalas „Texier“ ir jos komanda naudojo vėjo tunelių bandymus, kad geriau apibūdintų drebulių elgesį ir atgamintų jų judėjimą kontroliuojamoje aplinkoje. Naudodama specialiai sukurtą „kicking machine“ aparatą, norint atkurti futbolo knuckleballs, komanda nustatė, kad „visi tokiu greičiu skrendantys ir be nugara galintys rutuliai gali sekti zigzago trajektoriją, net jei jie neturi siūlių“, - sako Texier Inversinis. „Šis faktas įrodo, kad besisukantis ir sklandus oras, judantis ore, patiria kintančių kėlimo jėgų, galinčių sukelti netiesiogines trajektorijas.“

Tai prieštarauja ankstesnei sampratai, kad paaiškėjo, kad sportinių kamuoliukų zigzago trajektorijos su siūlėmis ir nedideliu kiekiu nugara. „Texier“ teigia, kad dalis eksperimento buvo bandoma ištirti sklandžių „bocce“ kamuolių judėjimą į vandenį. „Tokių tankių ir lygių rutulių netiesioginės trajektorijos mums tikrai netikėtos“, - sako ji. „Zigzago bangos ilgis buvo daug didesnis nei įprastas fotografavimo atstumas, su kuriuo susidūrė sporto srityje. Toks faktas paaiškina, kodėl zigzago takai niekada nepastebimi bocce.

Didelis klausimas išlieka specifinis beisbolo žaidime: ar galėtume matyti, kad objektas būtų sklandus ir sklandus? „Texier“ neatsako į šį klausimą, tačiau tai lieka atsakyti į kitą klausimą.