Гравці в гольф знають це неприємне відчуття не з чуток: здавалося б, ідеальний патт кидається до лунки, вдаряється про край і повертається назад. Це неприємне явище, яке часто називають «несправністю», — це не просто нещастя, а наслідок фізики та математики. Нове дослідження, опубліковане в Royal Society Open Science, проливає світло на механіку цих виснажливих моментів, пояснюючи, чому м’яч, здається, може кинути виклик гравітації та втекти з лунки.
Розуміння кутового моменту та “ковзання”
Найбільш поширене «ковзання» відбувається, коли удар кидається із занадто великою силою та потрапляє в лунку трохи не по центру. Це створює конкуренцію між двома формами кутового моменту, який, по суті, є мірою сили обертання об’єкта. Для успіху патової ситуації кутовий момент, який штовхає м’яч в лунку, повинен бути більшим, ніж кутовий момент, який змушує його обертатися навколо краю лунки. Коли сила обертання навколо краю перемагає, м’яч відскакує.
Роль обертання в рідкісних «ковзаннях»
Більш рідкісний і ще більш загадковий тип «ковзання» відбувається, коли м’яч ніби падає в лунку, а потім раптово вискакує назад. За словами прикладного математика Джона Хогана з Брістольського університету, співавтора дослідження, це часто пов’язано з обертанням. Обертання означає, що м’яч обертається навколо осі, перпендикулярної до землі або борту лунки, коли він уже всередині.
Ось розбивка процесу:
- М’яч опускається, перетворюючи свою потенційну енергію (енергію, зумовлену його положенням) в енергію обертання (обертання).
- Це обертання потім знову перетворюється на потенційну енергію, створюючи достатню силу, щоб виштовхнути м’яч назад із лунки.
Більш широкі тенденції у спортивній фізиці
Явище ковзання не є унікальним для гольфу. Подібні непередбачувані події відбуваються в інших видах спорту, наприклад, коли баскетбольний м’яч «танцює» на кільці перед тим, як впасти (або вилетіти) з нього. Дослідження слідує зростаючій тенденції використання фізики та математичного аналізу для пояснення, здавалося б, суперечливих подій у різноманітних видах спорту, включаючи бейсбол і сквош. Ці дослідження мають на меті виявити механізм, що стоїть за цими моментами, пропонуючи глибше розуміння діючих сил.
Пошук рішень: завдання для гравців у гольф
Хоча дослідження проливає світло на чому відбувається прослизання, воно не пропонує негайних рішень. Джон Хоган, який сам не грав у гольф, визнає це, зазначивши, що пошук способу запобігання таким розчаровуючим моментам є завданням, яке найкраще підходить для професіоналів. Основна мета дослідження полягала в тому, щоб пролити світло на основну фізику, давши гравцям у гольф можливість використовувати це нове розуміння для покращення своєї гри.
Зрештою, це дослідження не про вирішення проблеми в гольфі, а про розкриття захоплюючої фізики, що стоїть за знайомим спортивним сценарієм.
Дослідження висвітлює складні та часто дивовижні способи, якими фізика керує світом спорту, перетворюючи момент розчарування на можливість оцінити красу наукових принципів у дії.
