Golfers kennen het zinkende gevoel maar al te goed: een ogenschijnlijk perfecte putt rolt richting de hole, raakt de rand en springt er weer uit. Dit frustrerende fenomeen, vaak een ‘lip-out’ genoemd, is niet alleen maar pech – het is een gevolg van natuurkunde en wiskunde. Een nieuwe studie gepubliceerd in Royal Society Open Science werpt licht op de mechanismen achter deze gekmakende momenten en legt uit waarom een bal schijnbaar de zwaartekracht kan trotseren en uit het gat kan ontsnappen.
Het hoekmomentum en de ‘Lip Out’ begrijpen
De meest voorkomende “lip-out” vindt plaats wanneer een putt met te veel kracht wordt geslagen en iets uit het midden bij de hole aankomt. Hierdoor ontstaat er een competitie tussen twee vormen van impulsmoment, wat in wezen de maatstaf is voor de rotatiekracht van een object. Om een putt te laten slagen, moet het impulsmoment dat de bal in het gat stuwt groter zijn dan het impulsmoment dat ervoor zorgt dat de bal rond de rand van het gat draait. Wanneer de rotatiekracht rond de rand wint, stuitert de bal naar buiten.
De rol van spin in zeldzame ‘Lip Outs’
Een zeldzamer en zelfs nog verwarrender soort “lip-out” vindt plaats wanneer de bal in het gat lijkt te vallen voordat hij er onverwachts weer uit springt. Volgens toegepast wiskundige John Hogan van de Universiteit van Bristol, co-auteur van het onderzoek, komt dit vaak door spin. De spin betekent dat de bal rond een as roteert die loodrecht op de grond of de muur van het gat staat zodra deze binnen is.
Hier is een overzicht van het proces:
- De bal daalt en zet zijn potentiële energie (energie vanwege zijn positie) om in rotatie-energie (spin).
- Die spin wordt vervolgens weer omgezet in potentiële energie, waardoor er voldoende kracht ontstaat om de bal weer uit de hole te lanceren.
Bredere trends in de sportfysica
Het fenomeen ‘lip-out’ is niet uniek voor golf. Soortgelijke onvoorspelbare gebeurtenissen vinden plaats in andere sporten, zoals een basketbal die danst op de rand voordat hij door (of uit) de ring valt. Dit onderzoek sluit aan bij een groeiende trend om natuurkunde en wiskundige analyses toe te passen om ogenschijnlijk onlogische gebeurtenissen in verschillende sporten, waaronder honkbal en squash, te verklaren. Deze onderzoeken zijn bedoeld om de mechanismen achter deze momenten te ontrafelen en een dieper inzicht te bieden in de krachten die een rol spelen.
Op zoek naar oplossingen: een uitdaging voor golfers
Hoewel het onderzoek verduidelijkt waarom “lip-outs” optreden, biedt het geen onmiddellijke oplossingen. John Hogan, die zelf geen golf speelt, erkent dit en stelt dat het uitzoeken hoe deze frustrerende momenten kunnen worden voorkomen een uitdaging is die het beste aan de professionals kan worden overgelaten. Het voornaamste doel van het onderzoek was om de onderliggende fysica te verhelderen, en het aan golfers over te laten om dit nieuwe inzicht te gebruiken om hun spel te verbeteren.
Uiteindelijk gaat dit onderzoek niet over het oplossen van een golfprobleem, maar over het blootleggen van de fascinerende natuurkunde die speelt in een bekend sportscenario.
Het onderzoek benadrukt de ingewikkelde en vaak verrassende manieren waarop de natuurkunde de sportwereld regeert, waardoor een frustrerend moment wordt omgezet in een kans om de schoonheid van wetenschappelijke principes in actie te waarderen.
