El servicio es posiblemente el componente más importante del juego de tenis moderno, y el más rápido, el mejor.

Pero cuando se descompone en consideraciones científicas muy simplistas, las velocidades que habitualmente vemos que alcanzan los mejores jugadores cuando realizan un servicio son teóricamente imposibles.

Entonces cómo lo hacen? La respuesta involucra a Isaac Newton, ping pong y un poco de "trampa" (desde el punto de vista de la física).

Servir rápido parece imposible

Una pelota que se golpea rápido y recto no puede despejar la red y aun así aterrizar en la casilla de servicio a menos que la pelota sea golpeada desde al menos 2.6 metros sobre el suelo. Según esta ecuación, simplemente no hay tiempo suficiente para que la gravedad arrastre una pelota de alta velocidad hacia abajo dentro de la casilla de servicio.

Incluso si un jugador y su raqueta combinados pudieran alcanzar casi tres metros, el margen de error sería de tan solo 13 centímetros. Y eso solo si puede servir sobre la parte más baja de la red.

Por lo tanto, a menos que mida más de 183 cm (seis pies), servir superrápido es imposible, desde el punto de vista de la física. Sin embargo, vemos con regularidad que incluso los jugadores más bajos sirven a más de 180 km por hora con gran precisión.

Entonces, ¿cómo se hace?

La respuesta, por supuesto, es que los jugadores imparten efecto liftado a la pelota.

Este fenómeno fue observado y al menos parcialmente descrito en 1672 por Isaac Newton (después de ver tenis en la cancha), pero una descripción más conocida de top-spin está relacionada con el físico alemán HG Magnus, quien lo observó en ping pong.

Si la raqueta pasa por encima de la bola durante el servicio, la bola girará hacia adelante mientras viaja. El aire que rodea la pelota también comienza a girar con ella.

Los físicos llaman a este aire la "capa límite", y se forma alrededor de todos los objetos en movimiento a medida que viajan (lo sentirá como una ráfaga de viento cuando un automóvil, camión o tren pasa apresuradamente). A medida que la pelota empuja hacia el aire que se aproxima, el aire que viaja por encima de la bola choca con el aire que se aproxima. Ese aire se ralentiza y se desvía hacia arriba lejos de la pelota.

El aire que viaja debajo de la pelota se encuentra con el aire que viaja en la misma dirección y es arrastrado detrás de la pelota y luego también hacia arriba.

Según la tercera ley de Newton, Cada acción tiene una reacción igual y opuesta. Entonces, si el aire se arrastra hacia arriba detrás de la pelota, entonces la bola debe moverse hacia abajo en respuesta.

Una gran demostración de este efecto se puede ver en este video:

Los jugadores a menudo usan la táctica de efecto liftado con gran efecto durante el segundo servicio. A pesar del riesgo de no despejar la red, un jugador de alto nivel suele servir con una alta velocidad de cabeza de raqueta, para permitirles dar aún más efecto liftado a la pelota.

Con menos velocidad de la raqueta que se usa para darle velocidad de avance a la pelota y más al cruzar la pelota para crear efecto, la pelota ciertamente viajará más lento que en un primer servicio.

Pero el mayor efecto liftado permite un mayor margen de error ya que la pelota despeja fácilmente la red pero aún cae rápidamente para aterrizar bien dentro del cuadro de servicio.

Más allá de la fuerza bruta

Por supuesto, La potencia muscular también tiene un papel que desempeñar en la entrega de un servicio con calor, pero tal vez no tanto como podría pensar.

Nuestros músculos son motores asombrosos y producen las fuerzas increíbles que necesitamos para levantar objetos pesados. sube montañas y trepa árboles.

Pero se sabe desde hace mucho tiempo, y demostrado experimentalmente hace 80 años, que los músculos no pueden producir mucha fuerza cuando se acortan muy rápidamente. En teoría, es imposible servir a altas velocidades confiando solo en la potencia muscular. Para hacer esto, los humanos debemos hacer un poco de trampa.

Puede que hayas notado que los mejores tenistas "lanzan" su raqueta a la pelota cuando sirven, como puedes ver en este video:

Este movimiento similar a un lanzamiento requiere que el cuerpo del jugador se mueva antes que su brazo, la parte superior del brazo para moverse antes que la parte inferior del brazo, el antebrazo para moverse antes que la mano, y la mano para moverse antes que los dedos.

La muñeca se mueve hacia adelante. La raqueta se mueve más rápido cuando las piernas ya se han extendido y la parte superior del brazo ha dejado de avanzar.

Cuando usamos este patrón similar a un lanzamiento, Gran parte de la energía generada por los músculos de las piernas y los hombros al principio del movimiento se transfiere al antebrazo. luego mano.

Esto se debe a que el antebrazo y la mano todavía se mueven al final del servicio y gran parte de la energía que se encontraba en el cuerpo se mueve hacia ellos durante la acción de servicio. La mano es mucho más pequeña que todo el cuerpo, o todo el brazo. Pero tiene mucha energía, por lo que se mueve increíblemente rápido.

La diferencia de tiempo entre los movimientos de la parte inferior y superior del cuerpo también permite que los tejidos elásticos, como tendones, para almacenar energía. Estos tejidos retroceden rápidamente más tarde en el servicio cuando el brazo se mueve hacia adelante, liberando la energía almacenada a velocidades mucho más rápidas de lo que los músculos pueden contraerse.

Es este movimiento similar a un lanzamiento, en lugar de la fuerza bruta, lo que hace que la mano y la raqueta se muevan a velocidades mucho más altas de lo que nuestros músculos podrían permitir.

Así que para servir de la mejor manera, tienes que lanzar tu raqueta de una manera que proyecte la pelota a alta velocidad, pero agrega un poco de efecto. Es simple física.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.