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【千里山教室】テニスを理系的に見てみた。おもしろ理科話5

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最近全豪オープンが熱いですね。

私も大坂なおみ選手や錦織圭選手の試合はいくつか見ていました。

そこで、ふと、普通に白帯上に球を打ったりしているけど、どれくらいの精度で打っているんだ?と気になりました。

そこで今回は簡単に計算してみようと思います。

 

許されない誤差

想定

テニスコートの大きさはシングルスコートだと縦が約12mで横が約8mです。相手コートもあるので縦は24mになります。

(実際はネットがありますが、ネットの高さは今回は考えないことにします。ボールの高さも考えません)

白帯の横幅は5cmで、ボールの直径は6.54cm〜6.86cmです。ボールは球形ではなく円形で考えるものとします。

 

コースはストレートでベースラインからベースラインに打つことにします。

つまりボールの移動距離は24mです。

 

 

計算

まずはボールを白帯上に乗せようと思った際に許される誤差について考えます。

白帯の端にボールの端がギリギリ載るときはボールの半径分だけずれていることになるので、3.4cmずれています。

白帯の幅5cmと反対側にずれることを考えると11.4cmまでの誤差であれば白帯上に乗ったことになります。

 

この11.4cmの幅は24m先にあるわけですが、球を打つ際の角度にどれくらいの誤差まで許されるかを考えます。

計算してみた結果

 

 

約0.2度

 

 

え、マジで(汗)

絶対どこかで間違えたやろって思うレベルの誤差やで。

間違ってたらごめんなさい

もしこれが合ってるなら、プロの選手って本当にすごすぎです。

 

もう少し計算してみた結果、1度ずれると50cmほどずれるようです。

 

これに加えて、走りながら打ったり、えげつない回転を加えて打ったりするわけです。

プロの選手って実はロボットかなんかじゃなかろうか?

そんな細かい誤差すら許されない状況で使っている道具ってどんなものなんですかね?

気になったので調べてみました。

 

テニスラケット

フレーム

間違いなくカーボン製だろうと思っていたのですが、どうもチタンやタングステンといった金属も使われているようです。

ちなみにカーボン(炭素)は構造によって非常に硬度が高くなる物質です。その最たるものがダイヤモンドです。

テニスのラケットに使われているのはその手前のグラファイトと呼ばれるもので、これは釣り竿や競技用の自転車等でも使われています。

グラファイトをチューブ状に集めたものをカーボンナノチューブと言います。これは非常に軽量でやわらかく、それでいて強固という性質を持っています。このカーボンナノチューブは宇宙航空技術にも応用されています。

つまりフレームは宇宙品質の技術が使われてるってことですね。

 

 

ガット

ガット(面に張られている糸)に関しては調べて驚愕しました。

なんせ種類が多いです。化学繊維系だけでなく、自然由来系の糸もあるとは。

でも、確かに実際ボールに触れるのはこの部分なので、こだわるのは当たり前かもしれませんね。

化学繊維はナイロン、ポリエステルと意外と聞き覚えのある素材でした。

なんか凄そうなものを期待していたのですが、そうなるとやっぱり凄いのは選手ってことですよね。

 

 

私としては現代化学の粋を集めたラケットと最高のプレイヤーの組み合わせは見てみたいです。

誰か開発してくれませんか?(笑)

 

 

おもしろ理科話シリーズ

 

 

この記事はたきもとが書きました