24
Ispitivanje teniskih loptica Elma Smriko Rezime: Ispitivanje i verifikacija teniskih loptica koji se koriste na ITF turnirima je veoma komplikovan i složen proces i zahtijeva ispunjavanje nekoliko stavki iz Pravilnika o Tenisu. Jedna od najvažnijih testova teniskih loptica je i dinamički test sa piezoelektričnim elementima, koji ćemo posebno razmotriti u ovom radu, jer daje neke najvažnije karakteristike teniske loptice, kao što su izlazna brzina, izlazni ugao, koeficijent restitucije i sila koja djeluje na lopticu. Također ćemo objasniti razliku između dvije osnovne vrste teniskih loptica: tzv. loptica pod pritiskom i loptica bez pritiska. Ključne riječi: teniska loptica, ispitivanje, mjerna ploča, piezolektrični elementi, ITF Uvod Lopta je, zajedno sa reketom vjerovatno najvažniji dio teniske opreme. Teniska loptica mora ispunjavati specifikacije utvrđene Pravilnikom o tenisu, a osigurava dosljednost u igri tenisera i sposobnost da izvrši udare reketom koje uzrokuju visoke brzine kretanja lopte. ITF-Internacionalna Teniska Federacija je rukovodeće tijelo teniske igre. Njegove obaveze i odgovornosti uključuju određivanje Pravila Tenisa. Da bi pomogao ITF-u u donošenju ovih odluka, ITF je imenovao Komitet za Pravila Tenisa, koji permanentno prati tenisku igru i njegova pravila i donosi prijedloge o promjenama. Ove promjene mogu biti trajne ili se donose na određeni vremenski period-period probe. Svi ovi prijedlozi se podnose Bordu Direktora ITF-a koji na osnovu istih čini prijedloge Godišnjem Generalnom Sastanku ITF-a koji je krajnji autoritet u donošenju promena Pravila Tenisa. Lopte, koje su odobrene za igru od strane ITF-a, moraju odgovarati specifikaciji opisanoj u Dodatku 31-lopta. Međunarodna Teniska Federacija odredjuje da li neka lopta ili prototip odgovaraju standardima u Dodatku 31 i da li se mogu koristiti za igru. Testiranja lopti se mogu vršiti na

Univerzitet u Zenici Smriko... · Web viewZa sabijanje veće od oko 1 ili 2 mm, dešava se iznenadni prijelaz od visokog do niskog stanja krutosti počevši oko 0.1 ± 0,2 ms nakon

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Ispitivanje teniskih loptica

Elma Smriko

Rezime: Ispitivanje i verifikacija teniskih loptica koji se koriste na ITF turnirima je veoma komplikovan i složen proces i zahtijeva ispunjavanje nekoliko stavki iz Pravilnika o Tenisu. Jedna od najvažnijih testova teniskih loptica je i dinamički test sa piezoelektričnim elementima, koji ćemo posebno razmotriti u ovom radu, jer daje neke najvažnije karakteristike teniske loptice, kao što su izlazna brzina, izlazni ugao, koeficijent restitucije i sila koja djeluje na lopticu. Također ćemo objasniti razliku između dvije osnovne vrste teniskih loptica: tzv. loptica pod pritiskom i loptica bez pritiska.

Ključne riječi: teniska loptica, ispitivanje, mjerna ploča, piezolektrični elementi, ITF

Uvod

Lopta je, zajedno sa reketom vjerovatno najvažniji dio teniske opreme. Teniska loptica mora ispunjavati specifikacije utvrđene Pravilnikom o tenisu, a osigurava dosljednost u igri tenisera i sposobnost da izvrši udare reketom koje uzrokuju visoke brzine kretanja lopte.

ITF-Internacionalna Teniska Federacija je rukovodeće tijelo teniske igre. Njegove obaveze i odgovornosti uključuju određivanje Pravila Tenisa. Da bi pomogao ITF-u u donošenju ovih odluka, ITF je imenovao Komitet za Pravila Tenisa, koji permanentno prati tenisku igru i njegova pravila i donosi prijedloge o promjenama. Ove promjene mogu biti trajne ili se donose na određeni vremenski period-period probe. Svi ovi prijedlozi se podnose Bordu Direktora ITF-a koji na osnovu istih čini prijedloge Godišnjem Generalnom Sastanku ITF-a koji je krajnji autoritet u donošenju promena Pravila Tenisa. Lopte, koje su odobrene za igru od strane ITF-a, moraju odgovarati specifikaciji opisanoj u Dodatku 31-lopta.

Međunarodna Teniska Federacija odredjuje da li neka lopta ili prototip odgovaraju standardima u Dodatku 31 i da li se mogu koristiti za igru. Testiranja lopti se mogu vršiti na inicijativu ITF-a ili na osnovu aplikacije kako pojedinaca tako i organizacija.

Organizatori turnira moraju unaprijed da objave sljedeće:

· broj lopti u meču (2,3,4 ili 6)

· da li će se lopte mijenjati ili ne u toku meča

Međunarodna Teniska Federacija ITF ima isključivo pravo oko testiranja i izdavanja licence za korištenje loptica u svrhe takmičenja.

· Lopta-tipa 1 (brza lopta) je namjenjena igri na sporim podlogama

· Lopta-tipa 2 (srednje brza) je namjenjena igri na srednje/srednje-brzim podlogama

· Lopta-tipa 3 (spora) je namjenjena igri na brzim podlogama

Testovi za odobrenje

Ključna funkcija Tehničkog Centra je odobrenje teniskih loptica - bilo koja loptica koja se koristi u turnirima mora biti odobrena od strane ITF-a, na temelju ispitivanja provedenih u tom laboratoriju. Greške se mogu pojaviti u svim testovima, ali najčešći su na testovima odskoka i deformacija ispitivanja. Najrjeđi su kod definisanja veličine i mase tesiranih loptica. Ako brand padne bilo koji od testova, ne može dobiti odobrenje. Proizvođač se može ponovno prijaviti slanjem drugog uzorka koji se potom testira na isti način.

Propisi za ispitivanje teniske loptice za dobivanje odobrenja ITF-a su navedeni u Dodatku I Pravilnika o tenisu. Ispitivanje se vrši sljedećim redoslijedom:

· Aklimatizacija

· Pretkompresija

· Masa

· Veličina

· Deformacija

· Odskok

· Trajnost

Aklimatizacija – Prije ispitivanja, loptice se aklimatiziraju 24 sati u laboratoriju sa kontroliranom klimom. Laboratorij radi pri temperaturi od 20 +/- 2 ° C, a na 60 +/- 5% relativne vlažnosti. Istraživanja su pokazala da temperatura i vlažnost zraka može utjecati na osobine teniske loptice. Visoka vlažnost zraka može povećati masu lopte, a visoke temperature mogu povećati visinu odskoka.

Pretkompresija – Prije nego se bilo koje ispitivanje počne odvijati, sve kugle treba pretkomprimirati, tj ukloniti bilo koji "set" u lopti. Set je osobina koja se pojavljuje u nekim materijalima kada nisu podvrgnuti različitim silama. To vrijedi i za teniske loptice u periodu između pakovanja i kada su otvorena za testiranje.

Slika 1. Mašina za pretkompresiju [1]

Masa – Vage koje se koriste u laboratoriju su kalibrisane na +/- 0,01 g. Prihvatljiv raspon masa je 56,0-59,4 grama. Zadnja izmjena pravila za masu je bila u 2000. godini (56,7 do 58,5 grama).

Veličina – Promjer i masa su najstarije specifikacije lopte,koje su se nalazile u Pravilniku o Tenisu iz 1880. godine. Iako se čini kao lagan zadatak, tačna i ponovljiva mjerenja prečnika lopta su teška. Da li je lopta je odgovarajuće veličine određuje se pomoću dva prstenasta mjerila "go / no-go" načinom. Lopta mora proći kroz veći pod vlastitom težinom, ali ne smije proći kroz manji. Svaka lopta se okreće na mjeraču za provjeru koncentrisanosti.

Slika 2. Prstenasti mjerači [1]

Deformacija – Ponašanje teniske loptice nakon sudara s reketom i / ili podloge dijelom određuje karakteristika lopte koja se zove deformacija, a koja opisuje kako se oblik lopta promjeni pod poznatim opterećenjima.

Izvorni uređaj za ispitivanje kuglom deformacije je Stevensova mašina, nazvana po svom izumitelju. To je mehanički uređaj koji nanosi poznatu silu na loptu koja se stavlja između dvije ploče. Operater sabija loptu okretanjem ručice i količinu deformacije mjeri na skali. Iako tačan, korištenje Stevensove mašine je dugotrajan proces.

Automatizirano testiranje deformacije uređaj može raditi oko dva puta brže od ljudskog operatera pomoću Stevensove mašine. Ova mašina se kontroliše od strane računara, koji određuje koliko loptica treba testirati i koje se vrijednosti trebaju snimati.

Slika 3. Stevensova mašina za mjerenje deformacije [1]

Odskok – Pravilo koje određuje kako loptica treba odskočiti je postavljeno 1925. godine, te se i danas primjenjuje.Test uključuje ispuštanje loptice okomito s visine od 254 cm (100 inča) i mjerenje odskoka, koji bi trebao (za obje vrste loptice) biti 135-147 cm (53-58 inča). Raspon za loptice za upotrebu na visokoj nadmorskoj visini je 122-135 cm (48-53 inča).

Trajnost – Ispitivanje izdržljivosti(trajnosti) predstavlja najnoviji razvoj u odobrenju lopti i uvedeno je 2009. godine. Mjere se promjene u masi, veličini, deformacije i skoku za šest lopti slijedeći standardizovani režim. Laboratorijska oprema se koristi za simulaciju učinka devet odigranih utakmica.

Učinci devet utakmica igranja (tj. tipična promjena kroz koju lopta prođe) su uspostavljena mjerenjem hiljada novih i korištenih loptica sa turnira koji se igraju na različitim površinama.

Općenito, kuglice mekšaju (deformacija se povećava) i teže manje nakon korištenja. Međutim, masa lopte koja se koristi na zemljanoj podlozi često se ne mijenja, jer se čestice gline lijepe na platno.

Osobine udara teniske loptice

Osobine teniske loptice su usko određene pravilima tenisa, više od većine ostalih lopti koje se koriste u velikim sportskim događajima. Ipak, postoji mnoštvo teniskih lopti sa različitim osobinama koje se proizvode za potrošača. U Evropi se teži da teniske loptice budu skuplje, ali i izdržljivije, jer potrošač očekuje da će one trajati nekoliko mjeseci. U Sjedinjenim Američkim Državama, pak, imamo obrnutu situaciju: loptice su jeftinije ali i manje izdržljive jer igrači u SAD-u uglavnom vole koristiti nove lopte nakon nekoliko setova. Neki loptice su proizvedene na granici minimalne Pravilnikom propisane veličine kako bi se uštedilo na materijalu, dok se druge prave na granici maksimalne da zadovolji potražnju.

Postoji zabrinutost da različite lopte također i imaju drugačije reakcije na udare, ne samo zato što pravila dopuštaju neke varijacije u masi, promjeru i koeficijentu restitucije(povrata), ali i zato što se pravila nisu precizna kada su u pitanju uvjeti pod kojima se igra, to jeste koristi lopta.

Kompresibilnost teniske loptice je navedena i ispitana u statičkim uvjetima, a koeficijent restitucije-e, je određen i testiran za male brzine sudara sa betonskim pločama. Kad se baci s visine od 100 inča (2,54 m) na betonsku ploču, lopta, da bi ispunila uvjete, mora odskočiti na visini između 53 i 58 inča (1,35 ± 1,47 m). Prednost ovog testa je u tome što se lako provodi i na proizvođačima i na ispitnim tijelima.

Nadalje, postoji interes za moguće izmjene pravila o osobinama lopte, kako bi se ovaj sport učinio atraktivnijim za televizijsku i stadionsku publiku. Na primjer, brzina lopte može se smanjiti povećavanjem lopte ili smanjivanjem koeficijenta restitucije. Druga metoda se koristi za smanjenje brzine lopte u takmičenjima za prvu klasu igrača. Alternativno rješenje za teniske loptice bi moglo uključiti prilagođavanje, to jest smanjenje koeficijenta restitucije, kao i povećanje brzine lopte, za određen iznos. Takva rješenja se već prave, ali bez određenog iznosa. Mora se spomenuti da, iako se smatra da će teža lopta također će biti sporija, to nije nužno slučaj.

Iako se može činiti da će teža lopta imati manju brzinu, dodatna sila otpora kroz zrak će rezultirati relativno malim usporavanjem u odnosu na usporavanje lakše lopte. U ovom radu, rezultati su prezentirani na svojstvima nekoliko vrsta teniske loptice, a cilj je bio pružiti naučnu osnovu na kojoj se mogu vrednovati svojstva lopte. U tu svrhu, dinamičko ponašanje svake lopte se mjeri odskakanjem od pokretnu vertikalnu dinamičku ploču koja sadrži niz piezoelektričnih elemenata velikih površina. To očito nije isto kao odbijanje o žice reketa, ali daje valjanu mjeru dinamičkih svojstava lopte i podatke od neposredne važnosti u vezi sa sudarom lopte sa podlogom terena.

Uređaji

Mjerenje sile koja djeluje na loptu kada je u dodiru sa krutom površinom daje podatke o elastičnim osobinama lopte pod dinamičkim uvjetima.Ove osobine mogu biti sasvim drugačije od onih koja se mjere pod statičkom kompresijom. Uređaj koji se koristi u ovom eksperimentu za mjerenje osobina lopte pod dinamičkim uslovima je prikazan na slici 4. U gornjem dijelu slike 4. pokazan je rotirajući kotač koji baca loptu, a donji dio pokazuje mjernu ploču koja se koristi za mjerenje sile na loptu. Gornja ploča se također koristi za mjerenje brzine odbijene lopte.

Ulazna brzina i brzina odbijene lopte su izmjerene u uslovima kada lopta vertikalno dolazi od donje ploče, prolazeći kroz vertikalnu cijev unutrašnjeg prečnika od 75 mm. Dvije horizontalne, kružne metalne ploče, sa otvorima prečnika 80 mm, montirane su u podnožju cijevi, tako da lopta može proći kroz 80-milimetarske rupe. Nekoliko manjih komada su montirani između ploča kako bi formirali mjerne ploče u cilju otkrivanja vremena dolaska odbijene lopte. Pošto je spin saopćen na loptu, lopta se neće odbiti okomito nazad kroz cijev, već uvijek pod malim uglom u odnosu na vertikalu, padajući tako na gornju mjernu ploču.

Za snimanje vremena za koje je lopta prešla gredu, koristi se horizontalni laserski snop koji prolazi kroz rupe na dnu cijevi, u kombinaciji sa fotodiodama. Također se bilježi i vrijeme za koje je lopta napravila prvi kontakt sa donjom mjernom pločom, te vrijeme za koje se odbila. Donja mjerna ploča je udaljena od gornje 38,3 cm. Nakon male korekcije za gravitaciono ubrzanje prema dolje i usporavanje odbijene lopte, ulazna i izlazna brzina lopte se može utvrditi uz grešku oko 2%. Međutim, lopta neće uvijek odskakati sa istom brzinom kada je ulazna brzina konstantna, tako da su svi u nastavku predstavljeni rezultati prosjeci više od dva ili tri odvojena mjerenja. Ova mjerenja su napravljena nakon što se nova lopta 'uhoda' odskakanjem nekoliko puta pri velikoj brzini na mjernu ploču.

Uređaj koji je prikazan na slici. 4 je vrlo jednostavan, iako je razvijen nakon mnogo pokušaja i pogrešaka iteracija za dobivanje pouzdanog odgovora.Glavna komponenta je niz od četiri kvadratne piezoelektrične keramičke pločice, svaka dimenzija 50x50x4 mm.

Slika 4. Test sa piezoelektričnim elementima

Teorijski model utjecaja lopte na krutu površinu

Dinamika odskoka lopte se može predvidjeti približno pretpostavljajući da djeluje u skladu sa Hooke-ovim zakonom F=-kx, gdje je gdje je F sila koja djeluje na loptu, x je sabijanje lopte, a k je odgovarajuća konstanta opruge za loptu. Ovo dovodi do zaključka da je zavisnost sile od vremena polusinusnog oblika, a trajanje joj je:

...(1)

Gdje je m masa lopte. Za ovaj slučaj, nema gubitka energije. Međutim, kako je prikazano u nastavku, sila na teniske loptice je jako nelinearna funkcija lopta sabijanja, tako da se dinamika ne može jednostavno predstaviti nekom linearnom formom. Važno je naglasiti da jednačina(1) daje neke bitne podatke, kad je u pitanju trajanje učinka sile na loptu.

Kad lopta mase m djeluje okomito na krutu površinu brzinom v1, javlja se pulsirajuća sila F, koja je obično 100-1000 puta veća od mg. Sila je data jednačinom:

...(2)

gdje je brzina centra mase(CM) lopte, a y je vertikalno pomjeranje centra mase lopte. Dakle, mjerenjem sile F se može ustanoviti, to jest izračunati pomjeranje y numeričkim rješavanjem jednačine:

...(3)

pretpostavljajući da je u početnom tenutku y=0 i dy/dt=v1. Prikaz zavisnosti F od y predstavlja dinamičku histereznu krivu, koja je anaogna statičkoj histereznoj krivoj dobivenoj kada se grafički prikaže sabijanje lopte pod statičkim uslovima. Pravila tenisa trenutno određuju granice za takve krive, dok pod dinamičkim uslovima još uvijek nema granica. Neki od dijagrama zavisnosti F od t su prikazane na sljedećoj slici za različite proizvđače teniskih loptica.

Područje ograničeno dinamičkom histereze za potpuno sabijanje i ekspanziju predstavlja gubitak energije tokom sudara. Lopta se sabija tokom sudara, čime se početna kinetička energija pretvara u potencijalnu, a zatim se širi pretvarajući potencijalnu energiju nazad u kinetičku. Međutim, energija se tokom ovog procesa rasipa, što rezultuje manjom izlaznom brzinom v2 u odnosu na brzinu v1. Smanjenje kinetičke energije se prikazuje sljedećom jednačinom:

...(4)

Slika 5. Dijagrami zavisnosti sile od pomjeranja za neke proizvođače teniskih loptica [2]

Utjecaj tkanine i gume na početnu udarnu silu

Kao što je prikazano na slici 5., sila na teniskoj loptici ubrzano raste u prvih 0,2 ms udara, u vrijednosti polovine maksimalne sile koja se javlja pri visokim brzinama lopte. Ovaj efekat se može pripisati kompresiji tkanine i gume u malom predjelu koje okružuje početnu tačku udara.

Udarne osobine na oblogu od tkanine su istraživane odvojeno i na aluminijskoj sferičnoj lopti prečnika 6 inča (15,24 cm), debljine zida 3 mm i na standardnoj teniskoj loptici debljini platna oko 3 mm. Ukupna masa lopte i platna će iznositi 532 g. Bez obloge, trajanje udara lopte na niz piezoelektričnih elemenata je iznosilo 0,8 ms, kao što je prikazano na slici 6. Dodatak tkanine povećava trajanje udara na 5 ms za niske brzine sudara (20 mm početne visine) ili na 4 ms za nešto veće brzine lopte (60 mm početne visine). Uticaji velike brzine nisu istraženi kako bi se izbjegle moguće oštećenje keramičkih piezoselektričnih elemenata. Uprkos maloj brzini ovih udara, rezultujuća sila na tkaninu je bila u rasponu udarnih sila koje djeluju na tenisku lopticu pri visokim brzinama.

Udarne osobine gume su istražene u sličnom postupku, koristeći nekoliko gumenih traka debljine 3 mm sa pritiskom tenisku lopticu i ljepljenih jednu do druge na donjem dijelu još jedne aluminjske sfere prečnika 6 inča debljine zida 3 mm. Kao što je prikazano na slici 3, trajanje udara u ovom slučaju je 3 ms za 20-milimetarski pad, i 2 ms za 60-milimetarski pad, što ukazuje da je guma tvrđa od tkanine za faktor od oko četiri. Na slici 6 su također prikazani odgovarajući udari kada nekoliko traka od gume, s tkaninom koja ih prekriva lijepi na aluminijsku loptu kako bi formirali kompozitni pokrivač debljine 6-mm. Kombinacija tkanine i gume je mekša od same gume ili same tkanine, i trajanje udara je duže.

Slika 6. Utjecaj vrste obloge na veličinu sile [2]

Naknadna sila na loptu

Za sabijanje veće od oko 1 ili 2 mm, dešava se iznenadni prijelaz od visokog do niskog stanja krutosti počevši oko 0.1 ± 0,2 ms nakon prvog kontakta, u zavisnosti od brzine lopte (vidi sl. 5). To ukazuje da se u ovom trenutku zid počinje savijati, jer je mnogo lakše saviti gumu nego je sabiti. Do tačke prijelaza ne dolazi na fiksnoj kompresiji ili na fiksnoj vrijednosti sile udara. Pri niskim brzinama loptu, prijelaz se javlja pri silama od oko F ~ 50 N. Kako se brzina lopte povećava, prijelaz se javlja pri većim silama i ranije.

Slika 7. Deformacija lopte neposredno nakon kontakta sa površinom [2]

Eksperimentalni rezultati pokazuju da se zid deformiše otprilike kao što je prikazano na slici 7. Najtačniji rezultat se dobija vizuelnim pregledom unutrašnjosti lopte koja je presječena napola i sabijena rukom na na površini. Sila talasnog oblika jedne polovice lopte je veoma slična onoj cijele lopte, kada pada ili je bačena na niz piezoelektričnih elemenata, što ukazuje da deformacija na dnu polovine lopte ima najveći utjecaj opće karakteristike. Kako se sila povećava, zid se izvija, kao što je prikazano na Sl. 7. Kada je sila dovoljno velika, polusferna lopta se okreće od unutra prema vani. Formiranje unutrašnjeg balona u lopti se može pripisati horizontalnoj komponenti primijenjene sile, koja se prenosi kroz zid do kontaktnog područja, a rezultuje nestabilnim izvijanjem područja kontakta pod kompresijom. Ovaj efekat je vjerojatno potpomognut činjenicom da se prvo područje kontakta sabija u vertikalnom pravcu i stoga ima tendenciju da se odbija od površine dok se ostatak lopte kreće prema površini. Takav efekat će pomoći da se objasni zašto se javlja prijelaz do niskog stanja krutosti ranije i na većim silama kako se ulazna brzina lopte povećava.

Efekat dinamičkog testa izvijanja je izveden montiranjem piezoelektričnih diskova debljine 2 mm, poluprečnika 13 mm na vrhu donje mjerne ploče, kao što je prikazano na slici. 8.

Slika 8. Dinamički test izvijanja pomoću piezoelektričnih pločica

Položaji lopte mogu biti raznoliki, ovisno o tome gdje se lopta spustila. Tipični rezultati su prikazani na slici. 9, što ukazuje da je početna okomita sila na kontaktne površine minimalna kada je ukupna sila na sredinu maksimalna.

Slika 9. Dokaz o deformaciji prikazanoj na slici 7 [2]

Teniske loptice pod pritiskom vs. teniske loptice manjeg pritiska

Teniske loptice mogu se svrstati na loptice pod pritiskom i na loptice manjeg pritiska (ili `bez pritiska '), ovisno o tome je li pritisak zraka unutar lopte veći od ili jednak atmosferskom. Loptice pod pritiskom se obično pakuju u posudice pod pritiskom kako bi se spriječilo postupno curenje zraka kroz sredinu. Ipak, neke loptice, kao što su Dunlop Airloc loptice nije potrebno spremati u takve posude jer imaju veću debljinu zida od obične loptice pod pritiskom, a ipak je napunjena zrakom koji ima pritisak veći od atmosferskog(slika 10. i 11.). Loptice manjeg pritiska moraju imati istu masu, vanjski poluprečnik, koeficijent restitucije, te statičku ukočenost kao lopta pod pritiskom, sa dopuštenim malim varijacijama, te su proizvedeni koristeći deblji zid kako bi povećatli krutost zida. Gustoća gumene smjese stoga je manja od gume koja se koristi u lopticama pod pritiskom.

Loptica pod pritiskom ima debljinu stijenke od gume oko 3 mm, dok je loptice manjeg pritiska imaju debljinu od gume oko 4 ± 4,5 mm. Gume u kod loptica pod pritiskom je od materijala visoke gustoće sa visokim sadržajem punjenja, niskog sadržaja polimerai ima relativno nisku propustljivost plina u cilju održavanja visokog pritiska što je duže moguće. Obje vrste lopti su prekrivene žutom tkaninom, debljine oko 3 mm, koja se lijepi na gume. Razlika između loptica pod pritiskom i običnih se može pokazati bušenjem rupica u lopti ili umetanjem igle kroz stijenku lopte pod pritiskom kako bi se oslobadio komprimirani zrak. To nema vidljive učinak na običnoj lopti, ali ima veliki utjecaj na loptu pod pritiskom. Takva lopta je osjetno mekša i ima niži koeficijent restitucije, odmah pri oslobađanju zraka.

Slika 10. Zavisnost maksimalne sile od ulazne brzine kod Airloc lopte [2]

Slika 11. Zavisnost maksimalnog pomjeranja od ulazne brzine kod Airloc lopte [2]

Tipični rezultati

Mjerenja sile, trajanja kontakta, sabijanja lopte i koeficijenta restitucije se rade za veliki broj loptica pod pritiskom i loptica manjeg pritiska u funkciji brzine lopte v1.U tu svrhu, izgrađen je uređaj za lansiranje loptica korištenjem dva točka koja se obrću suprotnim smjerovima promjenjivom brzinom.S ovim aparatom, maksimalna brzina lopte je ograničena na 17 ms ± 1. Unutar tog raspona brzina lopte su testirane sve nove loptice koje su bile vrlo slične po performansama. Na slikama 10. i 11. su već prikazani rezultati sa Dunlop Airloc loptice, a na slikama 12. i 13. su prikazani i rezultati za Wilsonove loptice.

Standardni test sa padom sa 100 inča odgovara ulaznoj brzini lopte od 7.05 m/s ± 1, a raspon koeficijenta restitucije, koji je određen pravilima tenisa je 0.728 < e < 0.762. Obje ispitane loptice ima vrlo slične vrijednosti koeficijenta restitucije, ali Wilson lopta je nešto mekša (kako u pogledu kvalitativnog dojma loptice, tako i izmjerenog omjera F / y) s rezultatom da, za bilo koju brzinu lopte, najveća sila je manja, ymax bio veći i s je bilo duže po oko 10%.

Slika 12. Zavisnost maksimalne sile od ulazne brzine kod Wilson lopte [2]

Slika 13. Zavisnost maksimalnog pomjeranja od ulazne brzine kod Wilson lopte [2]

Zaključak

Pomoću jednostavne mjerne ploče je moguće dobiti veliki broj informacija o dinamičkim svojstvima teniskih loptica. Standardni 100-inčni test, zajedno sa statičkim ispitivanjima kompresije, za sada daje dovoljno podataka za regulisanje teniske igre. Međutim, bez obzira na to što je 100-inčni test dovoljan kako bismo ugrubo opisali parametre teniske loptice, za odobrenje ITF-a za pristup turnirima nam je potrebno mnogo više izvršenih testova i mnogo više uloženog novca. Stoga, 100-inčni test sa piezoelektričnim elementima bi nam mogao poslužiti kao orijentir koji pokazuje da li bi posmatrana teniska loptica mogla zadovoljiti uvjete ITF-a i s kojom vjerovatnoćom, kako bismo znali da li uložiti novac u ispitivanja po ITF-u ili ne.

Literatura

[1] http://www.itftennis.com/technical/balls/approval-tests.aspx (dostupno 2.1.2015)

[2] http://www.physics.usyd.edu.au/~cross/PUBLICATIONS/7.%20BallsDynamicTests.PDF (dostupno 2.1.2015)

[3] http://www.tennisindustrymag.com/articles/2007/07/ball_testing.html (dostupno 2.1.2015)

[4] http://www.tk-novisad2002.org.rs/pravila-tenisa (dostupno 2.1.2015)

[5] http://www.pressureball.com/ (dostupno 2.1.2015)

[6] http://livehealthy.chron.com/pressurized-vs-nonpressurized-tennis-balls-6747.html (dostupno 2.1.2015)

[7] http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=951 (dostupno 2.1.2015)

[8] http://www.livestrong.com/article/402536-pressureless-tennis-balls-hit-same-regular-balls/ (dostupno 2.1.2015)