Tennis : những quy luật vật lý

Thảo luận trong 'Những chia sẻ về tennis & cuộc sống' bắt đầu bởi toe toe, 16/3/12.

  1. Dương

    Dương New Member

    Đăng ký:
    5/3/16
    Đã được thích:
    0
    Nếu bạn đam mê môn tennis & mong muốn tìm hiểu đôi chút các nguyên lý căn bản về vật lý nhằm giải thích cho câu hỏi: “Cú vung vợt & lực banh bay như thế nào?” thì hãy xem tiếp phần kế tiếp. Còn nếu không, bạn hãy tạm dừng tại đây.
    Sau đây là 3 giai đoạn chính của 1 cú vung vợt
    Giai đoạn 1 : Ảnh hưởng của mô-men xoắn từ cổ tay (Wrist torque dominates)
    Bắt đầu với ví dụ đầu tiên, giả sử rằng tôi (tác giả) tác động 1 lực đẩy F1 lên tay cầm của vợt như hình 1 thì tay cầm sẽ di chuyển lên trước và đầu vợt sẽ di chuyễn ra sau từ A => B, với cách này thì đầu vợt di chuyển ngược với hướng mong muốn. Cách này chắc chắn là không thích hợp.
    [​IMG]
    Hình 1
    Bằng cách khác, tôi có thể dùng bàn tay nắm lấy cán vợt, dùng lực đẩy cán vợt hướng về phía trái banh và đồng thời quay cổ tay, làm cho cán vợt và đầu vợt cùng được vung (handle and the head both swing around together). Nhưng trong thực tế tôi không cần phải quay cổ tay để vung vợt, tôi có thể vung vợt với 1 cổ tay cố định (wrist locked) và chỉ tác động lức đẩy lên cán vợt. Bằng cách đó, tôi đã tác dụng 1 cách hiệu quả 2 lực khác nhau lên cán vợt; 1 lực gần cuối cán vợt (F2) và 1 lực phía gần cổ vợt (F1). 2 lực này ngược chiều nhau như hình 2
    [​IMG]
    Hình 2
    Để tạo được mô-men xoắn lên cán vợt và khiến vợt được vung đúng hướng từ A --> B thì F1 phải lớn hơn khoảng 40% so với F2.
    == > Qua đó cho chúng ta thấy được rằng, tất cả các vận động viên khi vung 1 cây gậy đánh golf, gậy chơi bóng chày hay vung 1 cúng serve tennis thì đều bắt đầu động tác với 1 cổ tay được cố định (the wrist in a locked position) mục đích là khiến cho gậy hoặc vợt được vung đúng hướng như hình 3 . Chính mô-men xoắn từ cổ tay (Wrist torque) khiến cho vợt và phần cẳng tay (forearm) chuyển động cùng vận tốc góc như nhau (angular speed).
    [​IMG]
    Hình 3
    Giai đoạn 2 : Ảnh hưởng của lực hướng tâm (Centripetal force dominates)
    Mô-men xoắn từ cổ tay cần thiết ở giai đoạn đầu của 1 cú vung nhưng sau khi vợt đã bắt được tốc độ (picks up the speed) thì cổ tay không còn ảnh hưởng gì đến việc vung đầu vợt (swing the racquet head around) lúc này cổ tay đã có thể nghỉ ngơi . Điều này cũng tương tự như trong động tác đánh golf.
    Trong suốt giai đoạn cuối của cú swing, cổ tay không tác dụng mô-men xoắn nào (hoặc rất it ko đáng kể), tay lúc này chỉ chuyển động tự do cùng với vợt và tạo ra 1 góc với vợt (about an axis through the wrist). Tại thời điểm vợt tiếp xúc banh trong cú serve, vợt và phần cẳng tay gần như thẳng hàng (the racquet and the forearm are almost in line)
    Khi nhìn vào cú swing, trông giống như là cổ tay đang được dùng để vung vợt nhưng thật ra không phải như vậy. Việc cổ tay rotates do cổ tay là bộ phận hầu như rất mềm dẻo (limp) nên chính cây vợt đang chuyển động đã kéo theo cổ tay chuyển động (the rotating racquet pulls the wrist around)
    Câu hỏi đặt ra là, tại sao khi mô-men xoắn ở cổ tay đã giảm xuống hầu như = 0 mà vận tốc vung vợt vẫn được tăng lên?
    ==> Nguyên nhân là trong suốt giai đoạn 2 của cú swing, đã có một lực mô-men xoắn khác thay thế. Lực mô-men xoắn mới này được tao ra là do phần cẳng tay đã tác dụng 1 lực kéo lên phần cán vợt theo hướng từ cán vợt đến phần khủy tay (forearm pulling on the handle in a direction from the handle towards the elbow). Lực mô-men xoắn này lớn hơn rất nhiều so với mô-men xoắn ở cổ tay và được sinh ra 1 cách vô thức mà người chơi hầu như không biết.
    Mô-men xoắn này được tạo ra như sau:
    Trong lúc serve, vợt thường được swing theo 1 quỹ đạo tròn và đầu vợt cũng di chuyển theo 1 quỹ đạo tròn có tâm gần phần khủy tay (elbow). Do đó để giữ cho vợt chuyển động theo quỹ đạo tròn như vậy cần phải có 1 lực tác dụng lên vợt có chiều hướng vào tâm hay còn gọi là lực hướng tâm (vd ở hình 4)
    [​IMG]
    Hình 4
    Trong những cú serve nhanh thì độ lớn của lực này gần bằng trọng lượng cơ thể của vậng động viên !!! Với độ lớn như vậy, lực này đã tạo 1 mô-men xoắn rất lớn lên vợt khiến cho đầu vợt được tăng tốc mà không cần sự hổ trợ của cổ tay !!
    ==> Ta có thể thấy dc thể hình của vận động viên cũng ảnh hưởng đến chất lượng cú serve như thế nào.
    Bên cạnh đó, mô-men xoắn này phụ thuộc vào góc giữa phần cẳng tay và vợt, thế nên do trước lúc tiếp xúc banh, góc này đã giảm dần dẫn đến kết quả là mô-men xoắn gây ra bởi lực hướng tâm cũng giảm dần về 0 ngay trước lúc vợt chạm banh
    ==> Lúc đó động tác swing của các VĐV đã chuyển sang giai đoạn 3 một cách bản năng !!
    [​IMG]
    Hình 5
    Giai đoạn 3: Sự giảm vận tốc của cẳng tay (Forearm speed drops)
    Tác giả nhận xét rằng : Để cho vận tốc đầu vợt tiếp tục được tăng lên trong cú swing thì tay cầm vợt của vận động viên phải chậm lại ngay trước lúc vợt (hoặc gậy bóng chày, golf) đánh vào banh.
    ==> Điều này khi nghe qua chúng ta sẽ cảm thấy rất lạ thế nhưng nó lại là hiện tượng rất phổ biến è Nó còn có ý nghĩa là sự giảm vận tốc của tay xảy ra một cách vô thức, thậm chí vận động viên không biết mình đã thực hiện điều đó.
    Vài ví dụ khác tương tự: Nó xảy ra ngay lúc chúng ta đi bộ, khi mà phần dưới của chân thực hiện việc "bước" thì ngay trước lúc bàn chân đặt xuống đất, phần trên của chân đã bắt đầu giảm tốc. Hoặc khi chúng ta đá 1 trái banh, phần dưới của chân tắng tốc trong khi phần trên của chân lại giảm tốc.
    Còn trong tennis, khi bạn đánh vào trái banh thì phần trên của cánh tay sẽ giảm tốc trước sau đó thì phần cẳng tay sẽ giảm tốc. Bằng cách này thì năng lượng xoay (Rotational energy) sẽ truyền từ phần trên của tay đến cẳng tay rồi đến vợt. Hình 6 sẽ biểu diễn sự thay đổi vận tốc gốc giữa vợt và cẳng tay trong 1 cú serve có tốc độ khoảng 185 km/h.
    [​IMG]
    Hình 6
    Trục dọc là vận tốc gốc, trục ngang là thời gian trong đó 0 là thời điểm vợt tiếp xúc bóng. Đường màu đó thể hiện vận tốc của vợt, màu xanh là của phần cẳng tay.
    tennis247 tổng hợp
     
  2. Vu Nguyen

    Vu Nguyen New Member

    Đăng ký:
    6/3/19
    Đã được thích:
    0
    hơi khó hiểu, khó nuốt quá