A Knuckleball fizikája

Az utolsó pár napban az olimpiákkal rengeteg lehetőség nyílt a sportok legkülönfélébb és titokzatosabb szemüvegének látványára: a knuckleballra. Még ha soha nem hallottál egy knuckleballról, valószínűleg látta, hogy ez a szemed előtt történik. A knuckleball alapvetően akkor van, amikor egy gömb alakú lövedéket találnak vagy dobnak úgy, hogy a labda centrifugálása minimális legyen, és kiszámíthatatlan cikcakkos pályát hoz létre, amely meglepetéssel meg tudja ragadni az ellenkező csapatot (valamint a saját csapatuk játékosait).

A név a régi baseball-kancsókból származik, a Major League Baseball első napjaiban (leginkább Eddie Cicotte a Chicago White Sox-ban) a labda megfogásához használták a labda előtt. A cél az, hogy a labdát a lehető legkevesebb forgási centrifugálással adja meg.

Ez azt eredményezi, hogy a levegőáramlás változásai befolyásolják a pálya görbéjét, amelyet a golyó sima felületének különbségei és a varratok durvább varrása (vagyis ez az ötlet - inkább arról, hogy miért nem igaz ez egy kicsit) elősegíti.. Lényegében arra kényszeríti a levegőáramlást, hogy olyan aszimmetrikus húzást hozzon létre, amely zigzag-szerű pályát hoz létre. A labda, a saját bolygónk felé vezető úton, alapvetően úgy néz ki, mint az oldalra vagy felfelé és lefelé.

Természetesen nem akarsz egy labdát dobni nem spin - csak egy enyhe, ahol a labda lefedi a távolságot anélkül, hogy több mint egy fél fordulatot hajtana végre. Előfordulhat, hogy a labdarúgó labdát a futball kanyargós szabadrúgásainak fordított változatának tekinti, ahol a cél egy nagyon erőteljes centrifugálás alkalmazása a labdára annak érdekében, hogy egy irányba mozduljon el.

Ezzel a nagyon szűk forgási küszöbkel próbáltam egy labdát dobni egy hihetetlenül nehéz feladat - és ez az oka annak, hogy kevés kancsó, aki a nagy cégekben játszott, tökéletesítette. Sőt, a sebesség a legmagasabb szintű metrika a kancsók értékelésénél - és mivel egy knuckleball lassabban mozog, mint minden más pályán, egyre kevésbé ösztönzik ezeket a napokat, hogy tökéletesek legyenek.

Bár a baseballban leginkább láthatóak a knuckleballs, a sportok, mint például a foci és a röplabda is megtalálhatók, mégis furcsaan hiányoznak az olyan játékokban, mint az asztalitenisz, squash és kosárlabda. Sok ilyen sportágban a golyók nem rendelkeznek varratokkal, vagy a felszínen nagyfokú aszimmetria. Akkor miért látjuk még az egyéb sportokban a kopogtatókat?

Ez a kérdés egy pár tanulmányhoz vezet minket a knuckleballs fizikájáról, amit Baptiste Darbois Texier folyadékdinamikai kutatója dolgozott. 2012-ben egy folyadékdinamikai kísérlet révén, amely különböző méretű acél-, üveg- és műanyag gyöngyöket vetett a vízbe, munkatársai és kollégái megállapították, hogy egy áramlásban lévő gömb - mint egy knuckleball - egy olyan jelenséget fog tapasztalni, ahol a húzóerő az objektumon kezdődik erőteljesen csökken. Egy oldalirányú erőt húz ki, ami „húzási válságot” okoz, ami a labdát előrehalad, és előre halad.

Egy újabb, a múlt hónapban közzétett tanulmányban Új fizikai folyóirat Texier és csapata szélcsatornás teszteket használt, hogy jobban jellemezze a knuckleballs viselkedését, és mozgásukat szabályozott környezetben reprodukálja. A futballban a knuckleballok újbóli létrehozására szolgáló, testre szabott „rúgógép” berendezés használatával a csapat megállapította, hogy „minden olyan golyó, amelyik ilyen sebességgel repül, és nem tud centrifugálással, csipeszes pályát követhet, még akkor is, ha nincsenek varrataik” - mondja Texier fordítottja. „Ez a tény bizonyítja, hogy a nem forgó és sima gömb, amely a levegőben mozog, ingadozó emelőerőket tapasztal, amelyek képesek nem egyenes pályákat előállítani.”

Ez ellentétben áll egy korábbi elképzeléssel, amely a sportgolyók zigzag-görbéit magyarázta varratok és kis mennyiségű spin jelenlétével. Texier szerint a kísérlet egy része a sima bocce golyók vízbe való mozgásának tesztelését tartalmazza. „Az ilyen sűrű és sima golyók nem egyenes pályái valóban váratlanok voltak” - mondja. „A cikk-cakk hullámhossza jóval nagyobb volt, mint a sportpályán tapasztalt jellemző felvételi távolság. Egy ilyen tény magyarázza, miért nem figyelték meg a csipesz utakat a bocce-ban.

Egy nagy kérdés továbbra is specifikus a baseballra vonatkozóan: Ha látnánk, hogy az objektum sima és zökkenőmentes lenne? A Texier nem válaszol erre, de ez a következő kérdés, amelyre válaszolunk.