Você Sabe Onde Ocorre a Velocidade Máxima de Um Saque?*
Se Sim, Não Perca Seu Tempo Lendo Esse Artigo!
Do You Know Where the Maximum Speed for a Serve Occurs?*
If You Know, Don't Waste Your Time Reading This Article!
Olá tenista!
Muito se fala sobre as velocidades máximas atingidas pelas bolas no
golpe de saque, porém ninguém comenta onde tal evento ocorre.
Será que ocorre logo após o contato com a bola na raquete, sobre a rede
ou ao atingir a raquete do oponente? E se for um ace?
Bem, certamente os terraplanistas terão inúmeras teorias a respeito,
mas nós nos ateremos sob a ótica da ciência, que é o objetivo do blog TenniScience.
Para melhor entendermos o assunto em questão, inicialmente precisamos
conclamar a primeira Lei da Termodinâmica que estabelece que energia não pode
ser criada ou destruída, apenas transferida. Essa Lei tem uma infinidade de
intervenções na nossa vida diária, mas vamos nos concentrar na velocidade da
bola no saque.
Para que uma bola ou um objeto se mova, é necessário que uma força seja
aplicada nesse corpo, caso contrário tal corpo se manteria na posição em que se
encontra. Se estiver em repouso, se manterá em repouso. Se o corpo estiver em
movimento, se manterá indefinidamente em movimento retilíneo uniforme. Essa é a
primeira Lei de Newton.
No nosso exemplo de um saque, inicialmente a bola tem velocidade V=0,
ou seja, está parada em relação à raquete. Vamos desprezar o movimento da bola
para cima ou ligeiramente lançada à frente do sacador durante o "toss".
No momento que a raquete toca a bola, dois eventos ocorrem. O
encordoamento sofre uma distensão ou flexionamento para trás e a bola sofre um
“amassamento”, ou melhor, uma deformação. Em Física, esse fenômeno é chamado de
Colisão Elástica onde os corpos se separam após o evento. Os leitores do
TenniScience já sabem que o tempo de contato entre a bola e a raquete é em
torno de 3 a 5 milissegundos (não se assustem com a nova ortografia da língua
portuguesa).
Durante o contato, teremos a velocidade da raquete mais a velocidade do
encordoamento deformado retornando à sua posição inicial. A contribuição da
velocidade de retorno do encordoamento é muito superior à contribuição da
velocidade da raquete. Isso é facilmente comprovado fixando-se a raquete numa
morsa de bancada e lançando-se uma bola contra o encordoamento. Mesmo parada, a
raquete, ou melhor, o encordoamento retornará a bola com uma velocidade menor
pois uma parte da energia aplicada será transformada em energia de deformação e
calor.
Toda essa explicação foi feita para demonstrar que a maior velocidade alcançada pela bola num saque ocorre enquanto a mesma se encontra em contato com o encordoamento. Se houver o espaço de um único átomo entre a bola e o encordoamento, a velocidade já foi reduzida devido ao arrasto ou fricção com o ar. Em resumo, o radar ou Hawk-Eye medem a maior velocidade da bola enquanto ela está em contato com o encordoamento!
O problema é que segundo Max Planck, Prêmio Nobel de Física em 1918, a
menor distância entre dois corpos no Universo é de 1,616199 x 10 -35 m. Haverá um campo de forças entre a bola e
o encordoamento, já que o contato físico é impossível. Isso significa que a bola jamais tocará o encordoamento,
portanto à luz da Mecânica Quântica atual, a explicação anterior do Autor perde seu
valor.
Quando alguém lhe perguntar, você viu a velocidade do saque daquele
tenista? Responda, você tem um “tempinho”?
Um forte abraço
Franco Morais
www.tenniscience.com.br
Do You Know Where the Maximum Speed for a Serve Occurs?*
If You Know, Don't Waste Your Time Reading This Article!
Hello tennis player!
Much
is said about the maximum speeds reached by the balls in the service hit, but
nobody comments where such an event occurs.
Does
it occur right after contact with the ball in the racket, over the net or when
it hits the opponent's racket? What if it's an ace?
Well,
earth planners will certainly have a lot of theories about it, but we'll stick
to the point of view of science, which is the goal of the TenniScience blog.
To
better understand the matter at hand, we first need to call for the first Law
of Thermodynamics, which states that energy cannot be created or destroyed,
only transferred. This Law has a multitude of interventions in our daily life,
but let's focus on the speed of the ball in the service.
In
order for a ball or an object to move, it is necessary that a force be applied
to that body, otherwise that body would maintain its position. If it is at
rest, it will remain at rest. If the body is in motion, it will remain
indefinitely in uniform rectilinear motion. This is Newton's first law.
In
our example of a service, the ball initially has a velocity V=0, that is, it is
stationary in relation to the racket. We will neglect the movement of the ball
upwards or slightly thrown in front of the server during the toss.
The moment the racket touches the
ball, two events take place. The string is stretched or flexed backwards and
the ball is “crumpled”, or rather, deformed. In Physics, this phenomenon is
called Elastic Collision where bodies separate after the event. TenniScience
readers already know that the contact time between the ball and the racket is
around 3 to 5 milliseconds.
During contact, we will have the speed
of the racket plus the speed of the deformed string returning to its initial
position. The contribution of the return speed of the string is much greater
than the contribution of the speed of the racket. This is easily proven by
attaching the racket in a bench vise and throwing a ball against the string.
Even at a standstill, the racket, or rather, the string, will return the ball
with a slower speed because a part of the applied energy will be transformed
into deformation and heat energy.
High speed photo of ball in contact with strings
All this explanation was made to
demonstrate that the greatest speed reached by the ball in a service occurs
while it is in contact with the string. If there is a single atom space between
the ball and the string, the velocity has already been reduced due to the drag or resistance of air. In short, the
radar or Hawk-Eye measure the greatest speed of the ball while it is in
contact with the string!
The problem is that according to Max
Planck, Nobel Prize in Physics in 1918, the shortest distance between two
bodies in the Universe is 1.616199 x 10 -35 m. There will be a force
field between the ball and the string. This means that the ball will never
touch the string, so in the light of current Quantum Mechanics, the Author's previous
explanation loses its value.
When someone asks you, have you seen
that tennis player's serve speed? Answer, can we talk a little bit?
Best regards
Franco Morais
www.tenniscience.com.br
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