Heeft temperatuur invloed op hoe hoog een tennisbal zal stuiteren?
Als je een beetje vriendschappelijke sabotage wilt toevoegen aan de game van je tennistegenstander, overweeg dan eerst een paar van zijn tennisballen in de vriezer te gooien. Wanneer de temperatuur van een tennisbal verandert, ondergaat de met gas gevulde kern van de bal een interessante reactie. Hoewel een temperatuurverandering in de ene richting een hoog stuiterend effect heeft, vermindert een temperatuurverandering in de andere richting de stuiterende mogelijkheden van de bal.
Het aanpassen van de temperatuur beïnvloedt de veerkracht van je tennisbal. (Afbeelding: Thinkstock Images / Stockbyte / Getty Images)Waarom ballen stuiteren
De anatomie van een tennisbal is voorzien van een holle, rubberachtige kern gevuld met gas. De moleculen waaruit het gas bestaat, zijn relatief ongeorganiseerd; ze glijden gemakkelijk over en over elkaar heen om elke ruimte die ze innemen te vullen. Als zodanig kunnen gasmoleculen gemakkelijk uitzetten of samentrekken. Wanneer een tennisbal de grond raakt, drukt de kracht tegen de bal, waarbij het onderste oppervlak van de bal naar binnen wordt geduwd en het gas in de kern wordt samengedrukt. Als de tennisbal terugkeert naar zijn normale vorm, fungeert het gas in de bal als een veer en zorgt ervoor dat de bal in de lucht stuitert.
Heet versus koude temperatuur
De druk van het gas in de bal bepaalt uiteindelijk hoe hoog de tennisbal zal stuiteren. De wetenschappelijke vergelijking voor het bepalen van de gasdruk is "p = rRT", waarbij "p" de druk is, "r" de dichtheid is, "R" een constante is die specifiek is voor het gas en "T" de temperatuur is. Als de dichtheid en de constante hetzelfde blijven, resulteert een hogere temperatuur in een hogere druk, terwijl een lagere temperatuur resulteert in een lagere druk. Wanneer de temperatuur stijgt, breiden de gasmoleculen binnen de tennisbal uit. Naarmate de moleculen uitzetten, neemt hun energie toe als ze onregelmatiger rondkaatsen. Deze verhoogde energie en beweging resulteert in een hogere stuitering. Aan de andere kant zorgt een temperatuurdaling ervoor dat de gasmoleculen samentrekken en trager bewegen. Dientengevolge heeft een koude bal een veel lagere bounce.
Eenvoudig experiment
Dit wetenschappelijke mysterie kan thuis of op school worden gedemonstreerd met een eenvoudig experiment. Verzamel 15 tot 20 tennisballen en een meetlint. Plaats vier tennisballen in een vriezer, vier in een koelkast, vier op kamertemperatuur en vier buiten in de zon. Laat de tennisballen minstens één tot drie uur op hun plaats zitten, indien mogelijk. Eenmaal klaar, verwijder de ballen afzonderlijk en laat ze van een verhoogde positie vallen. Laat een andere persoon meten en noteren hoe hoog de bal botst. Ga door met dezelfde procedure totdat alle ballen zijn getest. Je zou moeten constateren dat de verwarmde ballen stuiteren op de hoogste, gevolgd door de kamertemperatuur ballen, dan de gekoelde ballen, met de bevroren tennisballen stuiteren de minste.
Winter aanpassingen
Tijdens een partijtje tennis vertrouwen de meeste spelers op de snelle sprong van de bal om ze te helpen spelen en scoren. Maar tijdens de koude temperaturen van de winter, kan die bal je vijand worden. Om de afnemende bounce van de bal te compenseren, raadt de website van Tennis.com aan om je racket 2 pond lager te leggen tijdens de winter.
