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La fisica del tennis (seconda parte)

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Continua il viaggio nel mondo della fisica del tennis. Ieri abbiamo trattato lo sweet spot, ora invece cerchiamo si spiegare cos’è l0 swingweight.

Lo swingweight non è altro che il momento d’inerzia della racchetta, che può essere definito anche come “resistenza alla rotazione rispetto a ad un asse”.

Bene non ci resta che capire cos’è il momento d’inerzia, come si calcola e che rilevanza ha nel gioco. Detto così sembra molto semplice vero?
Il momento d’inerzia, ovvero di un corpo in rotazione è il risultato della sommatoria di tutti i punti di massa data per la loro distanza dall’asse di rotazione al quadrato.

La racchetta può essere considerata come un’insieme di punti di massa conosciuta e il suo asse di rotazione reale si colloca circa a metà mano.

I moderni macchinari, come il Racket Diagnostic Centre della Babolat, pongono questo pivot (asse) a 5 cm dal tappo del manico.

Chiaramente è soltanto una buona approssimazione di quello che avviene nello snodo mano/polso/avambraccio in quanto fisicamente il problema è molto più complesso e meno semplice da idealizzare. Infatti recenti studi hanno evidenziato che il pivot di rotazione non è fisso, ma bensì fortemente legato al movimento dello swing e alla postura del giocatore.

Infatti, in certi casi, possono formarsi due assi di rotazione nello snodo. Comunque l’approssimazione fatta in sede di studio ci consente di valutare in modo sufficientemente preciso le varie caratteristiche di una racchetta da tennis.

Che rilevanza ha nel gioco?
Il momento di inerzia è il valore più importante per poter determinare la maneggevolezza di una racchetta durante il gioco.
Più un momento di inerzia è maggiore più l’attrezzo risulta, durante il gioco, ad esser pesante (aumento della fatica alla distanza) e meno maneggevoli rispetto racchette con momento di inerzia più bassi ma di egual peso e centro di massa.

In poche parole più lo swingweight è alto e più la racchetta è difficile da manovrare.

Due racchette di identico peso e centro di massa possono avere differenti momenti di inerzia e pertanto offrire una differente sensazione in quanto occorre capire la distribuzione dei pesi nel telaio. Una racchetta col peso distribuito nei due estremi avrà un momento di inerzia massimizzato. Tuttavia, se il peso è distribuito nel centro allora il momento di inerzia è minimizzato.

Due racchette equilibrate in questo modo avranno caratteristiche di gioco completamente differente pur essendo identiche in peso e punto di equilibrio.
Quindi in poche parole uno potrebbe dire che per tirare più forte basta aggiungere peso in testa? La risposta è sì, ma collocare il peso in testa può portare ad avere dei problemi torsionali al momento dell’impatto che si traduce in mancanza di stabilità laterale. In pratica la velocità angolare del piatto corde diventa superiore e questo porta a poter chiudere o aprire i colpi. Per ovviare a questo problema nella fase di personalizzazione del proprio telaio i giocatori di punta distriduiscono i pesi a 45 e 315 gradi considerando lo zero del nostro goniometro la testa della racchetta.

Perciò, giocatori che cercano più potenza hanno bisogno di una racchetta con maggiore momento di inerzia, quelli che cercano maneggevolezza vorranno minore momento di inerzia nella propria racchetta.
Perchè quanto maggiore sia il momento di inerzia maggiore massa muscolare necessita per accelerare la racchetta. Il peso addizionale che ogni giocatore può disporre nel proprio telaio chiaramente può influenzare la locazione dello sweet spot in quando tende ad esser più vicino alle zone con distribuzione maggiore di massa.
E’ meglio acquistare una racchetta leggera, che può venire adattata con l’aggiunta del carico necessario, piuttosto che una già pesante, dato che non le può essere levato del peso. Chi usa racchette superleggere al titanio e col peso in testa, deve evitare di aggiungerne altro nella parte alta del telaio. Il peso, semmai, va aggiunto al centro o sul manico.
Aggiungendolo al centro permette di facilitare il controllo ed aumentare la potenza, senza variare la locazione dello sweet spot.
Alcuni pensano erroneamente che più basso sia il valore di swingweight più vi sia accelerazione nella pallina. Questo non è del tutto vero! Infatti più basso è il momento d’inerzia e più la racchetta accelera ma, causa l’urto elastico e il principio di conservazione della quantità di moto, al momento dell’impatto vi sarà un maggiore rallentamento della racchetta dovuto alla minor inerzia da opporre alla velocità della pallina (che ovviamente è in senso contrario a quella del telaio e quindi la velocità di uscita dal piatto corde della vostra pallina sarà inferiore. Più lo swingweight è elevato più la racchetta accelera meno, ma meno viene frenata durante l’urto con la palla e quindi riesce ad imprimere ad essa una maggiore potenza.

Il professor Cross ha proposto un breve calcolo empirico del peso ideale della vostra racchetta in base al peso del vostro braccio.

Per calcolare il peso ideale di una racchetta è necessario valutare alcuni dati fondamentali:
Il primo dato fondamentale è conoscere il peso delle masse in gioco: la pallina pesa 58 grammi un braccio (medio) di un uomo 2 chilogrammi (2000 grammi).
Il massimo trasferimento di energia tra due oggetti che si urtano si ha quando due oggetti hanno lo stesso peso. Come nel caso di due bilie da biliardo, se un oggetto è più pesante trattiene per sé un po’ di energia.

Numericamente parlando se il tuo braccio pesa 2150 g (chiaramente risulta difficile scoprire il peso del proprio braccio) e la palla 58 g, il peso ideale della vostra racchetta è il seguente:
?(2150 x 58)= 353,13 grammi.


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