Ночные размышления о dwell-time

О dwell-time писали и на кондопоге, и на ttw. На одном англоязычном сайте дано определение: dwell-time - это время контакта мяча с ракеткой. И больше ничего! Вполне физическая характеристика! Накрутили же вокруг него всякую хиромантию... Не могу, пока не объясню, хотя бы себе. Подумал ночью. Я не физик, поэтому могу пренебречь чем-то важным. Придумал такую модель. Кто знает механику, поправьте. Теннисистов без высшего образования, медиков и гуманитариев прошу подождать с комментариями. Может, это - чушь, но хочу пообщаться на понятном мне языке. На ttw не получилось - заболтали тему. Поэтому еще раз прошу не писать не по делу.

Dwell-time - это просто время контакта мяча и резины. При одинаковых ударах разными ракетками dwell-time разный. По оценке Худеца он порядка 0,001 сек. Измерить его трудно, реально никто не сравнивал, но некоторые считают его важным. Я, кажется, тоже начинаю так думать.

1. Пусть мяч летит перпендикулярно резине, наклеенной на бетонную стену (не вминается). Удар абсолютно упругий. Мяч тормозится до момента максимального сжатия резины. Для простоты считаем ускорение (то есть замедление) постоянным на всем пути. Тогда время торможения = удвоенное время пролета того же расстояния без торможения (простой интегральчик, поверьте на слово). Обратный пролет - ровно то же время. Имеем dwell-time = 4 времени пролета глубины погружения. Я об этом писал раньше. Порядок совпадает с опубликованными цифрами. Где-то 0,001 сек.

Далее смотрим, за счет чего он может измениться.

2. Пусть удар НЕ АБСОЛЮТНО УПРУГИЙ. Тогда - потери энергии, и при отскоке скорость мяча в соответственных точках НИЖЕ, чем при вбивании. Значит, время пролета в обратную сторону больше. Путь ведь тот же! Вывод. Чем тухлее резина, тем больше она удлиняет dwell-time.

Здесь пока не участвует доска. Включаем ее в модель. (Это - новое.)

3. Резина, сжимаясь, деформирует основание. Основания разные.
3А. Основание мягкое, проминается верхний слой. Чем глубже, тем промин меньше.
3В. Основание жесткое тонкое. Прогибается целиком.
В обоих случаях вбиваемый мяч проходит более длинный путь вместе с резиной (сжатие резины + прогиб (промин) доски). Соответственно, dwell-time увеличивается.

Сочетание резины и доски:

1. Резина жесткая, максимальное сжатие наступает быстро. Сильное давление на доску, ее сильная деформация, следствие - увеличение dwell-time в процентах (от случая бетона) большое.
2. Резина мягкая, мяч глубже вбивается прежде, чем деформировать доску. Доска деформируется не так сильно (Здесь мне не ясно. Может быть наоборот, так как мяч давит более локально). Удлинение dwell-time небольшое.

Замечу, что основание тоже может быть тухлым. Энергия мяча теряется, обратный путь мяч совершает медленнее. Dwell-time увеличивается, как и в случае тухлых резин.

Этот удар будем считать половинкой периода колебаний ракетки в направлении нормали. Далее, пройдя нейтральное (то есть начальное) положение, ракетка продолжает колебаться, выпучиваясь. При этом скорость движения топшита замедляется (губка тянет его назад), и мяч теряет контакт с резиной. Колебания затухают. Мы их можем не ощущать как колебания, так как время колебания до затухания сравнимо со временем контакта и в 10-100 раз меньше времени реакции.
Важно, что dwell-time - это длина полупериода нормальных колебаний.

Общая ситуация. Ракетка неподвижна (в подходящей системе координат), мяч летит под углом, вращается. Раскладываем его скорость на нормальную и касательную компоненты. Важно, что dwell-time зависит ТОЛЬКО от нормальной компоненты. Нормальная скорость вылетающего мяча зависит от свойств упругости топшита, губки и доски.

Теперь о том, что нас интересует. Как dwell-time ракетки влияет на характеристики улетающего мяча? Пусть мяч имеет фиксированную касательную скорость и вращение. Пусть трение бесконечно, то есть мяч не проскальзывает по резине. Резина растягивается в касательном направлении до некоторого максимального положения (я не уточняю, куда. За счет скорости - в одном направлении, а за счет бокового вращения может и в другом, но тоже касательном.) Замечу, что этот момент не обязан совпадать с моментом максимального погружения мяча, но он никак не позже момента вылета мяча.
Что будет, если резина максимально натянута именно В МОМЕНТ ВЫЛЕТА мяча с ракетки? Резина растянута, но неподвижна. Значит, точка мяча, касающаяся резины, неподвижна. Мяч или вообще не вращается, или имеет только ПОПУТНОЕ (ВСТРЕЧНОЕ) вращение, когда ось вращения перпендикулярна ракетке. Наверное, это будет ЗАМИН, который на ttw бурно обсуждали.
Пусть dwell-time увеличен. Это значит, что резина, растянувшись, начинает сжиматься, причем РАЗГОНЯЯСЬ до нейтрального положения (которое было до деформации). Проскальзывания нет. Значит, резина разгоняет мяч по касательной и закручивает его в соответствующем направлении. Пройдя нейтральное положение, резина ТОРМОЗИТСЯ. Соответственно, мяч тоже тормозится. Происходит затухающее колебание - уже в касательном (к ракетке) направлении. В отличие от нормальных колебаний мяч может оторваться от резины в любой точке колебательного цикла - момент отрыва зависит только от dwell-time. Существует dwell-time, когда мяч оторвется от резины именно в момент нейтрального положения (резина растянулась и вернулась на прежнее место). Именно при этом времени контакта воздействие ракетки на мяч максимально. Возможно, выражение "попасть в резонанс" описывает как раз эту ситуацию (два колебательных процесса с одинаковыми периодами (частотами)). Можно дальше думать о сочетании этих колебаний. Я не читал наукообразных текстов на эту тему. А вы? Может быть, что-то англоязычное?

Случай движущейся ракетки понятен. Остается вопрос неидеального сцепления. Нормальная компонента - та же. Что происходит с касательной? Мяч так же растягивает резину по касательной, но слабее. В момент максимального растяжения резины у мяча остаются какая-то скорость и вращение. Далее они получают добавку от резины. В общем, туманно.

Теги пользователей: 
Темы публикаций: 

Комментарии

Dmitry wrote: Я не читал наукообразных текстов на эту тему. А вы? Может быть, что-то англоязычное?

Про резонанс вроде было у Силонова, по-английски не видел. Но я и не могу сказать, что искал усердно. Есть тут один физик - Яков Горбадей ака Физик на рттф, он обещал продвинуть труд по нт как раз в духе резонансов и двелл-тайм. Но что-то заглох.
Могу сказать за себя: меня в нт, как в сексе - "ощупывание и разглядывание", а не теория Smile Вот Кролик - он да, все больше головой играет.
В общем, туманно, согласен.

10%:Hallmark Aurora/Donic Coppa X1 Platin/ Joola Octopus 0.5
90%: Garmin Connect+Garmin Forerunner 220, Endomondo+Nokia Lumia 1520/LG G3

Я понимаю, что разочаровал вас своим ответом. ))) Тема, в принципе, интересная и важная, но, как следствие, очень затратная по времени.
Мне кажется, ваша модель вполне хороша, как первое приближение. Ну, какие-то детали доработать. Перевести это на язык теормеха. Дальше, если был бы коллектив заинтересованных программистов, нужно было бы визуализировать это все на компьютере, и чтобы можно было параметры менять. Чтобы в идеале получился некий инструмент для проверки, например, сочетаемости резин и оснований.
Но боюсь, что это неподъемная работа для статуса хобби, слишком серьезное время и усилия.

Поэтому ИМХО придется, как раньше - на чувстве все оценивать самому.

10%:Hallmark Aurora/Donic Coppa X1 Platin/ Joola Octopus 0.5
90%: Garmin Connect+Garmin Forerunner 220, Endomondo+Nokia Lumia 1520/LG G3

Мне было важно понять, есть ли вообще предмет для разговора. А то пишут непонятное. Кажется, что они не понимают. По крайней мере, мне теперь кажется понятным, почему не играют мягкие резины на быстрых жестких досках. А Силонова в и-нет нет?

//не играют мягкие резины на быстрых жестких досках

за быстрых не скажу, но жесткое олл+ для мягких резин лучше всего; в целом там.. чем мягче доска - тем хуже (эффект подушки)

за жесткие резины не скажу, последние лет десять только очень мягкими играю, с обоих сторон. От других слышал, что там наоборот

но это конечно чисто ощущения, не наука:)

Статьи Силонова есть у нас на сайте в разделе "Теория": http://tt.arbinada.com/taxonomy/term/5/all

Matsushita Pro / Tackiness CII 1.7 / Curl p-1r 1.1