Момент инерции ракетки относительно её продольной оси

Точность ударов (как и скорость мяча) зависит от того, насколько устойчива ракетка при попадании мяча в сторону от её продольной оси. Если ракетка проворачивается, то сила и точность ударов снижаются. Если момент инерции ракетки больше, то она проворачивается меньше.

На рисунке мяч (стрелка зелёного цвета) попадает в струнную поверхность на расстоянии а (отрезок синего цвета) от её продольной оси (линия красного цвета), в результате чего ракетка проворачивается вокруг своей оси (стрелки красного цвета), в данном случае в направлении против часовой стрелки, если смотреть от игрока. Этому противостоит удерживающее ручку ракетки усилие руки, а также момент инерции ракетки относительно её продольной оси. Этот момент пропорционален квадрату расстояния до оси, поэтому масса обода в точках В и С противостоит проворачиванию наиболее эффективно.

Поэтому производители многих ракеток распределяют их массу так, чтобы момент инерции был больше. Многие ракетки фирмы Вилсон имеют видимые утолщения на ободе в тех местах, которые дальше всего от продольной оси ракетки и где добавление массы наиболее эффективно. Другие же производители заявляют, что в этих местах ("на трёх и девяти часах", если представить себе струнную поверхность как циферблат часов, при ручке ракетки, направленной вниз) обода ракеток этих фирм (обычно из числа более дорогих моделей) имеют более толстые стенки внутри обода (что нельзя увидеть снаружи).

При утяжелении ракетки вес также обычно рекомендуется добавлять именно в эти места на ободе, тогда момент инерции и пятно удара увеличатся на большую величину. Но некоторые предпочитают добавлять вес, например, на половине второго и половине одиннадцатого, удтверждая, что при этом подача становится намного сильнее.

Очевидно, что ракетки большей площади имеют (при прочих равных условиях) больший момент инерции относительно продольной оси, и бОльшую площадь пятна удара. Также более устойчивы более тяжёлые ракетки (при прочих равных условиях), более жёсткие, имеющие большую ширину и толщину профиля, натянутые струной большего диаметра с большим усилием, и т.д.

 

По данной теме см. также заметку "Пятно удара"

Пятно удара

Пятно удара (sweet spot) ракетки — это область на струнной поверхности, при попадании которой по мячу он отлетает от ракетки достаточно сильно и точно. Конкретные значения того, что считается "достаточно сильным" разные для разных исследований ракеток. Например, можно определить эту величину как 80% от максимальной силы удара, возможной для этой ракетки.

Исследование может состоять, например, в том, что в ракетку с закреплённой ручкой выстреливаются мячи с одной и той же скоростью, но в разные места струнной поверхности, и измеряется скорость, с которой мячи отскакивают. От одних мест отскакивают сильнее, от других слабее. Наиболее сильный отскок в точке, которая не обязательно является геометрическим центром струнной поверхности ракетки, и даже может находиться от него довольно далеко. Форма пятна удара может быть достаточно сложной. Расположение пятна удара можно иногда увидеть, если приходится играть в плохую погоду на грязном корте (или стучать об стенку), тогда на струнах можно наблюдать грязное пятно, которое для хорошего игрока (интуитивно использующего наиболее эффективную часть струнной поверхности) примерно совпадает с пятном удара. Некоторые удивляются при таком опыте, насколько сильно это пятно отклоняется иногда от геометрического центра струнной поверхности ракетки. Это отклонение зависит не только от геометрии струнной поверхности, но и от распределения веса в ободе, и от других факторов.

Некоторые игроки говорят, что могут специально использовать преимущественно ту или иную часть струнной поверхности при ударах, например, выполнять удары её верхней частью, и поэтому таблицы или рисунки с отображением мощности ракетки в разных местах струнной поверхности представляют для них ценность. Сам автор данного пособия не обладает такой чувствительностью, и не встречал её у знакомых игроков, в том числе хороших*, поэтому сомневается в ценности всех этих исследований для широкой публики. Понятно, что они могут быть полезными для производителей ракеток, но для игроков могут быть интересными только самые общие оценки, например: "у этой ракетки пятно удара заметно больше, чем у той", или "у этой ракетки пятно удара сильно смещено вверх, и нужно время, чтобы приспособиться к этому". Впрочем, у опытного игрока такая перестройка происходит автоматически и достаточно быстро, для этого не нужны никакие графики.

Нельзя также не упомянуть здесь о том, что размер пятна удара довольно сильно зависит и от других факторов (не только от площади струнной поверхности и распределения массы в ободе), прежде всего от жёсткости обода и его профиля. При попадании мяча далеко от центра удара ракетка не только проворачивается в руке вокруг своей оси, но и скручивается, или деформируется сложным образом, при этом энергия уходит в тепло, вибрации и пр. Если профиль ракетки более широкий и объёмный, и если материал обода более жёсткий, то деформации меньше и пятно удара больше по площади. По этой же причине многие ракетки имеют узкий прямоугольный профиль ниже перемычки (это даёт чувство мяча) и более объёмный и треугольной формы с ребром, направленным внутрь - выше. Например, все последние поколения серии Wilson Blade. Головка ракетки при этом меньше деформируется, ведёт себя как единое целое, мощность ударов и размер пятна удара повышаются.

Заметно влияют также толщина струны (чем толще струна, тем больше пятно), струнная формула, сила натяжки и жёсткость струны.

Иногда говорится о пятне удара как области на струнной поверхности ракетки, при ударе которой по мячу имеют место наименьшие вибрации, или наибольший комфорт для игрока. Форма и расположение такого пятна удара отличается от того, о котором говорилось выше.

____________

* уточнение: одного такого игрока всё-таки удалось вспомнить. В советские времена был один сильный игрок очень крепкого сложения (к сожалению, не могу вспомнить его фамилию), который ломал деревянную ракетку на спор (на небольшие деньги) подачей, специально попадая по мячу верхней частью обода. Головка ракетки отламывалась от ручки. Иногда она отлетала в сторону с сохранившейся натяжкой. Не пытайтесь повторить: можно серьёзно повредить руку.