Knuckleball fizika

Ar olimpiskajām spēlēm tās pēdējās dienās ir bijušas daudzas iespējas redzēt vienu no dīvainākajiem un noslēpumainākajiem sporta veidiem: knuckleball. Pat ja jūs nekad neesat dzirdējuši par knuckleball, jūs, iespējams, esat redzējuši, ka tas notiek tieši jūsu acu priekšā. Knuckleball pamatā ir tad, kad sfērisks šāviņš tiek trāpīts vai izmests tā, ka bumbu griešanās tiek samazināta līdz minimumam, radot neparedzamu zigzaga trajektoriju, kas var pārsteigt pretējo komandu (kā arī spēlētājus savā komandā).

Nosaukums ir atvasināts no tā, kā vecās beisbola krūzes lielās līgas beisbola pirmajās dienās (īpaši Eddie Cicotte no Čikāgas baltā Sox) izmantoja, lai savāktu bumbu ar savām rokām pirms throwing. Mērķis ir dot bumbu pēc iespējas mazākam rotācijas centram.

Šādi tiek panākta trajektorijas trajektorija, ko ietekmē gaisa plūsmas variācijas, ko veicina lodīšu gludo virsmu atšķirības un šuvju stingrāka šūšana (vai arī tā ir ideja - vairāk par to, kāpēc mazliet tā var nebūt taisnība).. Būtībā jūs piespiežat gaisa plūsmu izveidot asimetrisku vilcienu, kas rada zigzaga tipa piķi. Bumba, ceļā uz savu planētu, būtībā izskatīsies kā tā plankumaina pusē vai uz augšu un uz leju.

Protams, jūs nevēlaties mest bumbu, kas ir Nē spin - tikai neliels, kur bumba aptver attālumu, nepabeidzot vairāk nekā pusi rotācijas. Varētu apsvērt, ka knuckleball ir futbola kārdinošo brīvo sitienu apgrieztā versija, kuras mērķis ir piemērot ļoti spēcīgu spinēšanu uz bumbu, lai tas virzītos uz vienu virzienu.

Mēģinot mest bumbu šajā ļoti šaurajā rotācijas slieksnī, ir neticami grūts uzdevums, un tas ir iemesls, kāpēc mazie krūzes, kas spēlēja lielajos uzņēmumos, ir pilnveidojuši to. Turklāt ātrums ir visaugstākais metrs, novērtējot krūzes - un tāpēc, ka knuckleball pārvietojas lēnāk nekā jebkura cita veida piķis, šajās dienās ir mazāk un mazāk stimulu būt perfektiem.

Lai gan knupleballs ir visvairāk redzams beisbola, tie notiek arī sporta, piemēram, futbola un volejbola - tomēr ir dīvaini nav klāt spēles, piemēram, galda teniss, skvošs, un basketbols. Un daudzos no šiem sporta veidiem bumbiņām trūkst šuvju vai augsta virsmas asimetrija. Tātad, kāpēc mēs joprojām redzam knuckleballs citos sporta veidos?

Šis jautājums mūs noved pie pāris pētījumiem par knuckleballs fiziku, ko strādājis šķidruma dinamikas pētnieks Baptiste Darbois Texier. 2012. gadā, izmantojot šķidruma dinamikas eksperimentu, kas ūdenī samazinājās no dažādu izmēru tērauda, ​​stikla un plastmasas pērlēm, viņa un viņas kolēģi atklāja, ka sfēra plūsmā - tāpat kā knuckleball - piedzīvos fenomenu, kurā sākas vilkšanas spēks uz objektu strauji samazināties. Uz sāniem vērsts spēks, kas izraisa „vilkšanas krīzi”, izraisot bumbu plīstot uz priekšu un atpakaļ un virzoties uz priekšu.

Jaunākā pētījumā, kas publicēts tikai pagājušajā mēnesī Jauns fizikas žurnāls Texier un viņas komanda izmantoja vēja tuneļa testēšanu, lai labāk raksturotu dūņu un elpošanas ceļu darbību un kontrolētu to pārvietošanu. Izmantojot individuāli izveidotu „kicking machine” aparātu, lai atjaunotu futbola knuckleballs, komanda atklāja, ka „visas bumbas, kas lido gaisā šādā ātrumā un kam nav spin, var sekot cigarešu trajektorijai, pat ja tām nav šuvju,” Texier stāsta Apgrieztā. “Šis fakts pierāda, ka rotējošā un gludā gaisā, kas pārvietojas gaisā, rodas mainīgi pacelšanas spēki, kas spēj radīt nelīdzenas trajektorijas.”

Tas ir pretstatā iepriekšējam jēdzienam, kas izskaidroja sporta bumbiņu zigzaga trajektorijas ar vīlēm un nelielu spin. Texier saka, ka daļa no eksperimenta tika veikta, pārbaudot ūdenī nokritušo gludu bocce bumbiņu kustību. „Šādas blīvas un gludas bumbiņas netiešās trajektorijas mums bija patiešām negaidītas,” viņa saka. “Zigzaga viļņa garums bija daudz lielāks par tipisko šaušanas attālumu, kas radies sporta laukumā. Šāds fakts izskaidro, kāpēc zigzaga ceļi nekad nav novēroti bocce.

Liels jautājums paliek specifisks beisbola spēlētājam: vai mēs redzētu, ka priekšmets ir gluds un netraucēts? Texier tam nav atbildes, bet tas paliek nākamais jautājums, uz kuru jāatbild.