PARIS, FRANȚA - Alen Pajenk # 2 din Slovenia servește mingea în timpul meciului final al EuroVolley 2019 dintre Serbia și Slovenia, la AccorHotels Arena, pe 29 septembrie 2019, la Paris, Franța.
Mări / PARIS, FRANȚA – Alen Pajenk # 2 din Slovenia servește mingea în timpul meciului final al EuroVolley 2019 dintre Serbia și Slovenia, la AccorHotels Arena, pe 29 septembrie 2019, la Paris, Franța.

Catherine Steenkeste | Getty Images

Un serviciu bun plutitor în momentul potrivit în volei poate face sau rupe un joc strâmt, întrucât traiectoria mingii este atât de greu de prevăzut. Panourile de suprafață de pe volei convenționale dau naștere acestor traiectorii imprevizibile, iar modificarea modelelor de suprafață ar putea face un zbor mai consistent, potrivit unei lucrări recente din Applied Sciences.

Totul se reduce la gravitație și aerodinamică. Orice minge în mișcare lasă o trează de aer care se urmărește în spatele ei în timp ce zboară prin aer. Inevitabilul glisare încetinește mingea. Traiectoriile diferitelor mingi sportive sunt afectate nu doar de diametrul și viteza lor, ci și de orice neregularități minuscule de pe suprafața lor. Mingile de golf au adânciri, de exemplu, în timp ce baseball-urile au cusături într-un model de opt cifre – ambele suficient de denivelate pentru a afecta fluxul de aer din jurul mingii.

Este bine cunoscut faptul că mișcarea unui baseball creează un vârtej de aer în jurul său, cunoscut în mod obișnuit ca efectul Magnus. Cusăturile ridicate aruncă aerul din jurul bilei, creând zone de înaltă presiune în diferite locații care (în funcție de tipul de pas) pot provoca abateri în traiectoria sa. Dimpleurile mingii de golf reduc fluxul de tracțiune prin crearea unui strat de aer turbulent de graniță, în timp ce spinul mingii generează ridicare prin crearea unei zone de presiune a aerului mai mare pe partea inferioară a mingii decât în ​​partea superioară.

Modelele de suprafață de pe volei pot afecta și traiectoriile lor. Volei conventionali au sase panouri, dar modelele mai recente au opt panouri, un model hexagonal de fagure, sau dimples.

Au existat numeroase studii anterioare care examinează aerodinamica mingilor sportive: golf, cricket, tenis, baseball, rugby și mingi de fotbal. Dar, din anumite motive, a existat o lipsă de cercetări care s-au concentrat asupra fizicii volei. În 2010, Takeshi Asai de la Universitatea din Tsukuba și mai mulți colegi japonezi au decis să remedieze acest lucru prin efectuarea unei serii de experimente în tunel de vânt cu trei tipuri de bile cu modelare de suprafață deosebit de diferită: o bilă Molten convențională cu șase panouri; o bilă Molten mai nouă, cu un model de fagure; și o minge întunecată Mikasa. Au folosit un dispozitiv robotizat pentru a „servi” bilele pentru a asigura coerența, apoi au măsurat coeficienții de tracțiune pentru fiecare bilă.

Coeficientul de tracțiune descrie cât de mult aerul care curge se „lipeste” de suprafața mingii. Cu cât mingea se mișcă mai repede, cu atât mingea devine mai puțin „lipicioasă”. De obicei, trezirile sunt mai mari, iar tracțiunile sunt mai mari, la viteze lente, dar dacă mingea atinge un prag critic de viteză, se confruntă cu așa-numita „criză de tracțiune”: trezirea se micșorează brusc, iar dragul scade. Practic este punctul în care fluxul de aer trece brusc de la flux laminar (neted) la turbulent. Acest prag de viteză critic – viteza cu care fluxul de aer devine cu adevărat turbulent – poate varia semnificativ doar în rândul volei.

În studiul din 2010, fiecare minge a fost servită de 20 de ori cu trei orientări diferite ale panoului. Autorii au descoperit că pentru sfere perfect netede, viteza critică este de aproximativ 25 de metri pe secundă, sau aproximativ 56 de mile pe oră. Toate volei pe care le-au testat au arătat viteze critice mai mici decât sfera netedă. Bola tradițională Molten a avut o tracțiune similară scăzută, în timp ce bila Molten modelată cu fagure a avut o tracțiune finală mai mare. Asai și coautorii săi au sugerat că acest lucru se poate întâmpla din cauza faptului că modelul fagurelui a crescut rugozitatea suprafeței bilei, în timp ce orientarea panoului de suprafață (în direcții transversale sau în diagonală) pe bila tradițională, deoarece este servită schimbă modul în care aerul curge în jurul bilei de mijloc -lucrare, afectând traiectoria sa.

Pentru acest ultim studiu, Asai și mai mulți colegi au folosit patru tipuri diferite de volei – două cu panouri, unul cu modelul de fagure și o minge înunțită – pentru a studia aerodinamica servirii plutitorului. Spre deosebire de un servit rapid sau un servit de sărituri – ambele urmează trasee de zbor destul de previzibile – un serviciu plutitor nu are rotire. Asta face dificilă prezicerea traiectoriei mingii; acesta se poate juca pe neașteptate, oferind serverului un avantaj competitiv.

Din punct de vedere al fizicii, serviculul de plutire este similar cu aruncarea unei mingi de artă în baseball, care este în mare parte neafectată de forța Magnus, deoarece nu are rotiri. Traiectoria sa este determinată în totalitate de modul în care cusăturile afectează fluxul de aer turbulent din jurul bazei. Cusăturile unui baseball pot schimba viteza (viteza) aerului din apropierea suprafeței mingii, grăbind mingea sau încetinind-o, în funcție de faptul că cusăturile menționate sunt în partea de sus sau de jos. Panourile de pe volei convenționale au un efect similar.

În acest ultim studiu, fiecare bilă a fost testată de 30 de ori, pentru un total de 240 de teste. Rezultatele: bilele cu panouri au avut cel mai mare prag critic de viteză, ceea ce duce la modele de zbor imprevizibile. Mingea modelată cu fagure a avut un prag critic mult mai scăzut, în timp ce modelul înunțit a crescut pragul. Atât fagurele, cât și bile înuncite au avut, de asemenea, o diferență mai mică în criza de drag, indiferent de orientarea panoului. Așadar, autorii consideră că ar trebui să fie posibil să se controleze atunci când apare criza de glisare doar modificând designul suprafeței bilei.

"Cele mai des utilizate volei au șase panouri cu trei benzi dreptunghiulare paralele", a spus Asai din aceste rezultate. „Folosirea unui model hexagonal sau înunțat în schimb ar putea crește în mod semnificativ consistența zborului său. Această cercetare poate avea implicații importante nu numai în sport, ci și pentru dezvoltarea unor drone mai eficiente și mai stabile."

DOI: Stiinta aplicata, 2019. 10.3390 / app9194007 (Despre DOI).

Sursa articol

LĂSAȚI UN MESAJ

Please enter your comment!
Please enter your name here