Концепція із книги Рона Хетфілда та Джеймса Фрімена “Bowling Beyong Basics”, довільний переклад (переказ) – Ольга Покотило
📌 Велике значення у боулінгу має кінетична енергія – це енергія, яку має предмет (куля), рухаючись доріжкою. Можна назвати її також здатністю шара передавати енергію кеглям, тобто збивати їх.
📌 Кінетична енергія, або енергія збивання кегель, залежить від швидкості шара та його ваги, але залежність не лінійна, і ми спробуємо довести, що швидкість для гри важливіша, ніж вага вашого шара.
📌 Як порахувати кінетичну енергію? Ми беремо швидкість у квадрат (множимо саму на себе), щоб дізнатися прискорення, а потім множимо результат на масу шара. Отже, навіть малі зміни в швидкості мають більший вплив на кінетичну енергію, оскільки саме цей показник подвоюється, а вага залишається тією самою.
📌 Ось простенький приклад, який допоможе зрозуміти, про що мова:
давайте візьмемо 8-фунтовий шар, який рухається доріжкою зі швидкістю 10 миль на годину.
Для цього прикладу кінетична енергія складе:
0,5 * (маса * швидкість у квадраті) = 0,5 * (8 * 10 * 10) = 0,5 * 800 = 400 одиниць кінетичної енергії.
Тепер давайте візьмемо 16-фунтовий шар і кинемо його з такою ж швидкістю:
0,5 * (маса * швидкість у квадраті) = 0,5 * (16 * 10 * 10) = 0,5 * 1600 = 800 одиниць кінетичної енергії.
📌 Тепер давайте подивимося, що буде, якщо ми збільшимо не вагу шара, а швидкість. Наприклад, кинемо “вісімку” зі швидкістю 20 миль на годину:
0,5 * (маса * швидкість у квадраті) = 0,5 * (8 * 20 * 20) = 0,5 * 3200 = 1600 одиниць кінетичної енергії.
📌 Дивіться, подвоєння швидкості для 8 шара дало більше енергії, ніж вдвічі важчий шар: 1600 проти 800!
Ці розрахунки показують, що зменшення ваги шара і одночасно збільшення швидкості не дає ніякого негативного впливу на кінетичну енергію.
📌 Тепер, увага, питання: чи варто гравцям перейти на легші шари замість важких? Відомо, що ми можемо кидати бейсбольний м’яч із більшою швидкістю, ніж, скажімо, медичний м’яч – але чи справедливо це для шарів із різною вагою?
📌 Швидкість шара визначається низкою параметрів: це і робота ніг, і висота замаху, і м’язова сила, якої докладає гравець під час замаху. Кількість сили насправді досить легко розрахувати.
📌 Підрахуємо Силу (F) як Масу (m) помножену на Прискорення (a). Маса – це просто маса шара.
Прискорення ми визначаємо як зміну швидкості об’єкта із плином часу, тобто у випадку з шаром – різницю між швидкістю шара на початку та в кінці руху. У верхній точці замаху швидкість шара дорівнює нулю, отже прискорення – це швидкість шара мінус нуль. Час t у нашому рівнянні – це час між верхньою точкою замаху й моментом релізу, тобто часовий інтервал, під час якого на шар діє сила – чи то гравітація, чи то наші м’язи.
📌 Візьмемо для прикладу уявного гравця, скажімо, Браяна, який зазвичай кидає 15-фунтовий шар зі швидкістю 16 миль на годину.
За відеозаписом ми виміряли час t – це 0,533 секунди. Припустимо, що Браян дуже стабільний гравець, який виконав свій найкращий кидок під час запису. Отже, тепер у нас є всі складові для розрахунків.
📌 Перерахуємо милі й фунти в метричну систему: 16 миль на годину – це 7,153 метра на секунду, а 15 шар – це 6,8 кілограма. Прискорення шара складає 7,153 м/с поділені на t 0,533 – 13,42 м/с^2. Застосована сила F = m*a означає 6,8*13,42 = 91,26 ньютона.
Тепер ми знаємо максимальну силу, з якою Браян кидає шар, і можемо розрахувати параметри для шара іншої маси:
1) знайдемо прискорення з попередньої формули: a=F/m.
2) маса 16-фунтового шара – 7,26 кг
3) прискорення 16-фунтового шара, яке може створити Брайян: 91,26/7,26 = 12,57 м/с^2.
Знаючи прискорення та час, можемо тепер порахувати швидкість шара:
Швидкість v = прискорення a * час t, тобто
12,57 м/с^2 * 0,533 c = 6,7 м/с
📌 Переведемо отримані цифри назад у фунти й милі: 6,7 м/с – це 14,95 миль на годину. Отже, перейшовши з 15 на 16 шар, Браян втратив цілу милю швидкості: замість 16 миль/год він тепер грає зі швидкістю менше 15 миль/год.
📌 Але ж чи правда, що важчий шар б’є по кеглях сильніше?
Порахуємо тепер кінетичну енергію для обох шарів нашого уявного гравця:
E = 0,5*(m*v^2)
E = 0,5*(15 фунтів*16миль^2) = 0,5(15*256) = 0,5*3840 = 1920
E = 0,5*(16 фунтів*15миль^2) = 0,5(16*225) = 0,5*3600 = 1800
📌 Як і багато інших понять у боулінгу, які багато хто вважає “загальновідомими”, точні вимірювання виявляють, що ідея “важчий шар сильніше б’є” не має під собою фізичних підстав.
📌 Окей, скажете ви, а якщо я кину важчий шар сильніше?
Це можливо, однак наш уявний гравець у розрахунках уже використав максимальну силу!
До того ж, фізична сила працює не так просто: вона є прямим наслідком вашого замаху й релізу, які в свою чергу залежать від роботи ніг і докладеної сили.
Ви, звичайно, можете піти на принцип і пхати шар сильніше – але якщо ви вже граєте з оптимальним таймінгом, замахом і релізом, то збільшити силу без втрати цих параметрів вам не вдасться. Подумайте про динаміки в навушниках чи колонках: щойно ви виставили їх на максимум, будь-які інші “фокуси” уже не зроблять звук гучнішим.
📌 Або уявіть, що у вас є двигун потужністю 200 кінських сил. Поставивши його на вантажівку вагою 6000 фунтів, ви зможете розігнати її до певної швидкості. Але якщо ви поставите цей самий двигун на легку спортивну машину вагою 2400 фунтів, розігнати її вдасться і швидше, й більше. Якщо ви “прокачаєте” двигун до 300 кінських сил, то і вантажівка, й спорткар розженуться іще більше – але вантажівка все одно програє легкому спортивному авто.
Так само і в боулінгу: за рівних параметрів гравця легший шар розженеться до більшої швидкості.
Як казав Скотті капітану Кірку, “Ви не можете змінити закони фізики” 🙂
