卓球のピンポンの回転
理系人を目指す皆さんこんにちは。
東京オリンピックでは、本当に日本人選手の活躍が大変なことになっていましたね。
実は私、レスリング女子決勝のチケットを持っていましたが、あえなく自宅観戦ということになりました。中でも今回のオリンピックで我が家で一躍人気スポーツになったのは、卓球です。
自宅でも卓球がやりたくなり、ネット(ダイニングテーブルに取り付けられるタイプ)、ラケット、ボールのセットを思わずポチってしまいました。私と妻だけでなく、子供たちも交えて毎週トーナメント戦をしています。
改めて卓球をしてみると、卓球におけるボールの変化は野球やサッカーのそれと比較して非常に変化させやすいということがわかりました。変化球の要因はボールの回転です。ピンポン球は非常に軽いので変化球の変化も非常に大きいのです。同じように回転がかかっていても野球ボールでは変化しないけどピンポン玉では変化するのです。なぜでしょうね。
こういう問題を考えるときは、両者における違いを明確にしていくことがポイントです。例えば
形 | 直径 | 回転数 | ボールのスピード | 質量 | |
ピンポン玉 | 球体 | 3cmくらい | ? | 遅い | 軽い |
野球ボール | 球体 | 8cmくらい | ? | 早い | 重い |
のような感じですね。そもそも同じ部分は形ぐらいですから比較するのは難しいですが、「マグヌス効果」という言葉を少し調べるとこの効果が最大化される(変化が大きくなる)ために必要な条件が見えてくるはずです。
回転をすることによって生じる空気との摩擦→ボールの側面空気の温度と圧力の違い→ボールを動かそうとする力の発生・・・・
要するにこの予想では、ボールの変化を大きくするには、①より速く回転している、②ボールが受ける力積に対して運動量変化が大きい(質量が軽い)ということが必要条件だと言えるでしょう。
それでは、どんなボールを使えばびっくりするような変化球を投げることができるか。考えてみてください。
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