Раскрыт физический секрет одного из самых эффективных ударов в сквоше

Фото из открытых источников

Учёные из Университета Брауна смогли научно объяснить, как именно выполняется удар в сквоше, который практически невозможно отразить, рассказывает издание InnovaNews. Речь идет о технике, известной среди профессиональных спортсменов как "ник", при которой мяч после удара движется к самой нижней точке стены и затем катится по поверхности корта, почти не подскакивая, тем самым лишая соперника возможности нанести ответный удар.

Исследовательская группа под руководством профессора инженерных наук Роберто Зенита провела серию экспериментов, чтобы выявить физические принципы, лежащие в основе этого приёма. В интервью профессор отметил, что давно интересуется этим ударом, поскольку сам играет в сквош и неоднократно наблюдал его применение в матчах профессионалов. Он пояснил: «Меня всегда восхищало, насколько искусно спортсмены выполняют этот удар. Но как инженер, я задался вопросом: почему он работает именно так?».

Эксперименты проводились с использованием воздушной пушки, применяемой обычно для демонстраций по аэродинамике. Учёные запускали сквошевые мячи под различными углами, с разной скоростью и температурой, чтобы определить, при каких условиях мяч теряет способность отскакивать после касания пола. Как показали данные, ключевую роль играют три фактора: высокая скорость мяча, наличие верхнего вращения и температура, влияющая на его упругость. Чем холоднее мяч, тем менее он отскакивает.

Хэниш Кесари, специалист по механике контакта, участвовавший в исследовании, разработал математическую модель, описывающую поведение мяча при столкновении с основанием стены и полом. В модели учитывается, что при определённых параметрах траектории и вращения мяч дольше остаётся в контакте со стеной, как бы скользя вниз, а затем соприкасается с полом под углом, который практически исключает отскок. Таким образом, мяч буквально «прилипает» к поверхности и просто катится, не давая возможности сопернику выполнить возврат.

Особое внимание в ходе экспериментов учёные уделяли температуре мяча, поскольку в реальных условиях игры она зависит от длительности розыгрыша и интенсивности движений. При этом выяснилось, что охлаждённый мяч становится менее эластичным, и это дополнительно снижает вероятность отскока после контакта с полом. Верхнее вращение также вносит свой вклад: оно создаёт силу, направленную вниз, что «приглушает» отскок и помогает мячу остаться на полу.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. По словам Роберто Зенита, хотя лабораторные условия отличаются от настоящего корта, эти выводы помогут лучше понять природу удара и, возможно, повлияют на дальнейшую подготовку спортсменов. Он добавил, что в реальной игре на результат влияют множество дополнительных факторов: износ мяча, неровности покрытия, качество стен и даже особенности техники игрока.

Авторы исследования также предполагают, что понимание взаимодействия движущихся объектов с твёрдыми поверхностями может иметь практическое применение за пределами спорта. В частности, подходы, разработанные для анализа поведения мяча, можно адаптировать для создания систем гашения вибраций, в робототехнике и даже в медицинских технологиях, где важно понимать распределение силы удара по поверхности.