Тхе Пхисицс оф тхе Кнуцклебалл

Са олимпијским играма у последњих неколико дана, било је много прилика да се види један од најчуднијих и најтајанственијих спортских догађаја: кукавица. Чак и ако никада нисте чули за куглање, вероватно сте видели да се то десило пред вашим очима. Кугла је у основи када је сферни пројектил погођен или бачен тако да је вртња лопте сведена на минимум, стварајући непредвидиву цик-цак трајекторију која може да изненади ухватити супротни тим (као и играче на сопственом тиму).

Име је изведено из начина на који су стари бејзбол питцхери у раним данима Мајор Леагуе Басебалла (посебно Еддие Цицотте из Цхицаго Вхите Сока) користили зглобове за зглобове прије бацања. Циљ је дати лоптици што мању могућу ротациону ротацију.

На тај начин настаје путања нагиба која је под утицајем варијација у протоку ваздуха, што је омогућено разликама у глатким површинама лоптице и грубијим шавовима шавова (или је то идеја - више о томе зашто ово можда није истинито у мало). У суштини, присиљавате проток ваздуха да направите асиметрични отпор који ствара цик-цак правац. Лопта, на путу до своје матичне планете, у основи ће изгледати као њена лепршава страна на страну или горе и доле.

Наравно, не желите бацити лопту која има не окретање - само незнатно када лопта покрива удаљеност без завршетка више од пола ротације. Могли бисте да размотрите кнуцклебалл као инверзну верзију фудбала у којима се играју фудбале, у којима је циљ применити веома снажан спин на лопту како би се померио ка једном правцу.

Покушај бацања лопте у овај веома уски ротациони праг је невероватно тежак задатак - и то је разлог због којег га је мало кафића који су играли у главним стварима усавршило. Штавише, брзина је топ-рангирана метрика у оцењивању питцхера - и зато што се кнуцклебалл креће спорије од сваке друге врсте терена, све је мање и мање подстицаја ових дана да буду савршени.

Иако су кнуцклебаллс најизраженије у бејзболу, појављују се иу спортовима као што су фудбал и одбојка - али су такође необично одсутни у играма као што су столни тенис, скуасх и кошарка. И у многим од ових спортова, лоптама недостаје шавова или висок степен асиметрије на површини. Па зашто онда још увек видимо кукавице у другим спортовима?

То питање нас доводи до пар студија о физици кукавица, на којима је радио истраживач флуидности Баптисте Дарбоис Текиер. 2012. године, кроз експеримент флуидне динамике који је испуштао челик, стакло и пластичне перле различитих величина у воду, она и њене колеге су откриле да ће сфера у току - као кукавица - искусити феномен у којем почиње сила отпора на објекту да се нагло смањи. Бочна сила се саплиће и узрокује "кризу повлачења" - узрокујући ударање лопте напријед-назад и кретање напријед.

У новијој студији објављеној прошлог месеца у Београду Нев Јоурнал оф Пхисицс, Текиер и њен тим су користили тестирање у ветровнику како би боље описали понашање кугла и репродуковали своје покрете у контролисаном окружењу. Користећи прилагођени уређај за "шутирање" да би створио куглице у фудбалу, тим је открио да "све лопте које лете у ваздуху са таквом брзином и без окретања могу пратити цик-цак путању, чак и ако немају шавове", каже Текиер Инверсе. "Ова чињеница доказује да неротирајућа и глатка сфера која се креће у зраку доживљава флуктуирајуће силе подизања које су у стању произвести не-равне трајекторије."

Ово је у супротности са претходном идејом која објашњава цик-цак трајекторије спортских лопти уз присуство шавова и мале количине спина. Текиер каже да је дио експеримента укључивао тестирање кретања глатких балончића у воду. "Неравне путање таквих густих и глатких лопти за нас су биле заиста неочекиване", каже она. „Вална дужина цик-цака била је много већа од типичне удаљености која се среће у спортском пољу. Оваква чињеница објашњава зашто се цик-цак путеви никада не примећују у боћању. ”

Међутим, велико питање остаје специфично за бејзбол: Да ли бисмо видели куглање ако је објекат глатка и беспрекорна? Текиер нема одговор на то, али то остаје сљедеће питање на које треба одговорити.