¿Cuál es la relación entre la velocidad de swing de una raqueta de tenis y la velocidad inicial de las pelotas?

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Depende de la velocidad de la pelota entrante y del tipo de golpe. Además, las raquetas de tenis y las pelotas de tenis varían un poco. El número clave es el ‘coeficiente de restitución’, que es una relación de velocidades relativas antes y después de la colisión, y es una medida de la cantidad de energía cinética que se conserva en la colisión. Para una colisión perfectamente elástica, el disco de hockey y el palo de hockey se acercan, eso es 1. Para una raqueta de tenis y una pelota es de alrededor de .5, pero varía entre las raquetas y entre los diferentes puntos en la misma raqueta.

Las matemáticas fueron desarrolladas por Newton en el siglo XVII. Aquí hay un buen resumen – Coeficiente de restitución – Wikipedia. La aplicación de este modelo supone que la raqueta está golpeando directamente a través del camino de la pelota. Sin giro o cambio de dirección.

Una raqueta de tenis que se balancea libremente desde su muñeca suelta tiene una masa efectiva de aproximadamente 3 veces la masa de la pelota (dependiendo de exactamente dónde la golpee). Al servir, la pelota tiene una velocidad inicial de 0. Al conectar estos números, encontramos que la velocidad de la pelota es del 112.5% ​​de la velocidad de la cabeza de la raqueta.

Para un golpe de rally, depende de la velocidad del disparo entrante. Para una pelota que llega a la mitad de la velocidad de la raqueta (en la dirección opuesta), la velocidad de disparo se calcula a 118.8% de la velocidad de la raqueta, aún suponiendo que la masa efectiva de la cabeza de la raqueta es 3 veces la masa de la pelota. Cuanto más rápido sea el balón, más rápido será el tiro.

Pero la naturaleza del disparo también tiene un efecto. La suposición de masa efectiva de 3 es para una raqueta que se balancea libremente, que es un modelo bastante bueno para un revés con una sola mano oscilante donde el objetivo es generar ritmo a través de la velocidad de la cabeza de la raqueta. Pero en general, parte de la masa del jugador se agrega a la raqueta, lo que se suma a la velocidad de disparo para la misma velocidad de la cabeza de la raqueta. Para un golpe de derecha fuerte o un revés de dos manos, eso puede ser significativo. Si pudieras desarrollar un agarre completamente rígido para que todo el peso de tu cuerpo estuviera detrás del tiro, podrías generar aproximadamente un 50% más de velocidad de pelota para la misma velocidad de raqueta.