Beim Empfangen von Aufschlägen (während ich Tennis spiele) habe ich bemerkt, dass der Tennisball höher auf mich zu springen scheint, wenn der Aufschläger einen Topspin-Aufschlag verwendet, als wenn der Aufschläger einen flachen Aufschlag trifft. Warum das?
Liegt es daran, wie die Drehung den Sprung des Balls beeinflusst (dh die Wirkung der Drehung während der Zeit, in der der Tennisball den Platz berührt)? Liegt es daran, wie der Spin den Flug des Balls beeinflusst, während er in der Luft ist? Vielleicht liegt es daran, dass Topspin-Aufschläge tendenziell mit einer höheren, "loopigeren" Flugbahn getroffen werden und dies den Einfallswinkel ändert, wenn der Ball während des Sprungs auf das Spielfeld trifft? Oder ist es vielleicht etwas ganz anderes? Welche Auswirkung des Topspins auf die Flugbahn des Balls erwarten Sie, basierend auf physikalischen Prinzipien?
Hintergrund Tennis: Beim Aufschlag muss der Aufschläger den Tennisball über das Netz und dann in die Aufschlagbox schlagen; Der Ball muss innerhalb der Aufschlagbox aufspringen. Der Empfänger steht etwas zurück, und nachdem er aufprallt, schlägt der Empfänger ihn zurück.
Ein flacher Aufschlag ist ein Aufschlag, bei dem der Ball keinen Spin hat. Ein Topspin-Aufschlag ist ein Aufschlag mit Topspin: Die Oberseite des Tennisballs dreht sich vorwärts (in Laufrichtung des Balls) und die Unterseite des Balls bewegt sich rückwärts (entgegen der Laufrichtung des Balls). Topspin bewirkt, dass sich der Tennisball aufgrund des Magnus-Effekts „nach unten krümmt“ .
Aus der Sicht des Aufschlägers ist Topspin nützlich, da der Aufschläger den Ball höher über das Netz schlagen kann und der Aufschlag trotzdem ins Netz geht. Dadurch ist ein Topspin-Aufschlag zuverlässiger: Der Aufschläger hat mehr Spielraum für Fehler. Im Gegensatz dazu muss bei einem flachen Aufschlag der Aufschlag sehr genau zielen: Zielen Sie zu hoch, und der Ball wird „lang gehen“ und außerhalb der Aufschlagbox aufprallen; Zielen Sie zu niedrig, und der Ball wird das Netz treffen. Ein flacher Aufschlag sieht normalerweise wie ein "Line Drive" aus (der Weg des Balls ist fast eine gerade Linie), während ein Top-Spin-Aufschlag eher "durchgeknallt" aussieht (der Ball fliegt höher über das Netz und dann nach unten). .
Flache Aufschläge reisen normalerweise schneller. Bei einem Topspin-Aufschlag hat der Ball normalerweise nicht ganz so viel Geschwindigkeit (ich kann mir vorstellen, dass ein Teil der Energie des Aufschlägers dafür aufgewendet wird, Spin zu verleihen, anstatt den Ball vorwärts zu treiben). Dennoch fühlt es sich nach meiner persönlichen Erfahrung so an, als ob der Ball bei einem Topspin-Aufschlag höher springt und oft aus meiner Komfortzone herauskommt: Der flache Aufschlag springt möglicherweise bis auf Hüfthöhe, wo es bequem ist, den Ball zu treffen, aber der Topspin-Aufschlag kann auf Schulterhöhe abprallen, wo es weniger bequem ist. Warum passiert das? Oder ist es eine Illusion?
Wenn der Spieler den Ball mit Top Spin trifft, dreht sich der Ball, nun ja.
Durch das Drehen verändert der Ball den Luftstrom um sich herum und erzeugt so ein Luftdruckprofil, das den Ball ablenkt: das ist der Magnus-Effekt.
Wenn man also wie Tennisspieler Top-Spin auf den Ball ausübt, dreht sich der Ball in Richtung der Flugbahn. Dadurch wird die Flugbahn nach unten gebogen. Wenn Sie die Geschwindigkeit des Balls als Vektor betrachten, ist die vertikale Komponente der Geschwindigkeit des Top-Spin-Balls größer als die des normal aufgeschlagenen Balls.
Mit einem Topspin lenkst du den Ball einfach senkrechter in den Boden. So verlässt der Ball mit Topspin nach Bodenkontakt den Boden senkrechter als ein normaler Ball.
Da Sie mit dem Sport vertraut sind, ist Ihnen vielleicht auch schon aufgefallen, dass der aufgewirbelte Ball nach dem Kontakt leicht auf Sie zu beschleunigt. Dies kommt daher, dass sich ein Teil seiner Rotation in einen horizontalen Impuls übertragen hat. Wenn Sie einen sich drehenden Ball senkrecht auf den Boden fallen lassen, fliegt er nach dem Kontakt flach in eine Richtung. Ich denke, das ist auch einer der Gründe, warum Top-Spin-Aufschläge so schwer zu handhaben sind.
Mit Topspin geschlagene Aufschläge springen normalerweise höher als flachere Aufschläge, weil:
Sie sollen mit einer kurvenreicheren Flugbahn getroffen werden, um die Nettofreiheit zu erhöhen. Der Scheitelpunkt eines Topspin-Aufschlags ist anfangs höher als bei einem flacheren Aufschlag. Selbst wenn der Ball überhaupt keinen Spin hätte, würde er höher springen.
Der durch die Drehung des Balls erzeugte Magnus-Effekt erzeugt eine nach unten gerichtete Kraft auf den Ball und zieht ihn zurück auf den Platz. Dies erhöht die vertikale Geschwindigkeit des Balls, was dazu führt, dass er höher springt.
Ein Topspun-Schuss verliert normalerweise auch weniger horizontale Geschwindigkeit aufgrund der Reibung vom Boden als ein flacher Schuss. Wenn die Tangentialgeschwindigkeit des Balls größer als seine Horizontalgeschwindigkeit ist, beschleunigt die Reibungskraft den Ball tatsächlich nach vorne , was zu einem ausgeprägteren "Kick" führt.
Ein effektiver Topspin-Aufschlag wird für einen auf der Grundlinie stehenden Rückschläger über Schulterhöhe abprallen, was es für ihn unangenehmer macht, den Ball zurückzuschlagen. Das ist nur Biomechanik.
Weil Sie Topspin-Schläge normalerweise auch mit mehr Schwung treffen, weil Sie können. Ohne Topspin werden sie durch das Erhöhen des Tempos bei den meisten Schlägen vom Platz geworfen.
QMechaniker