王楚琴選手が3つの種目で優勝しました！様々なループボールを上手にプレイするにはどうすればいいでしょうか？

北京時間2024年3月19日、国際卓球連盟は第12週の世界ランキングリストを正式に発表し、王楚欽が3部門でトップになった。男子シングルス8020ポイント（2232ポイント差）、男子ダブルス4425ポイント（1117ポイント差）、混合ダブルス6780ポイント（2945ポイント差）。先ほど終了したシンガポール・グランドスラムでは、王楚琴選手が男子シングルスと混合ダブルスで優勝しました！

卓球に関しては、学校で宿題を全然終わらせない若い学生であろうと、街中でマンダリンジャケットとスリッパを履いて引退した老人であろうと、ラケットを手に取れば、カット、スライス、擦り、引っ張り、プルなどのさまざまな専門的な技術的な動きを簡単に実行でき、トップスピン、バックスピン、サイドスピン...すべての動きが予想外で勝ちです。

出典：人民日報

もともと直線的に動いていたボールがなぜ「回転」するように見えるのでしょうか?様々なループボールを上手にプレイするにはどうすればいいでしょうか？今日はファットサイエンスがご案内します〜

まず、ラケットがボールを打つ瞬間にボールに加わる力を分析してみましょう。ラケットがピンポンボールに作用するとき、その力は衝撃力、接線方向の摩擦力、重力、周囲の空気の力の 4 つの力に分けられます。ピンポン玉の質量は非常に小さく、周囲の空気の力は衝撃力や摩擦力に比べてはるかに小さいため、重力や周囲の空気の力は無視できます。したがって、衝撃力と摩擦力の合成力の方向が、ピンポン球の初期の飛行方向とみなすことができます。その中で、摩擦の存在がピンポン球を「回転」させるための鍵となります（ここが重要なポイントなので、注目してください！）。

ピンポンボールがラケットから離れた後、ボールは主に重力と空気抵抗という 2 つの力の影響を受けます。その中で、ボールに対する空気の力は主に3つの側面に分けられます。1つは浮力で、垂直上向きであり、重力による落下効果を相殺できるため、無視できます。 2つ目は風の抵抗で、ボールの移動方向とは逆になります。ピンポン玉の体積は小さくなく、速度も非常に速いため、抵抗の影響は非常に顕著です。 3つ目は、ボールの「回転」に関連する横方向の力（つまり、前述の摩擦力）です。この力の発生がアークボールの発生につながり、このスポーツにおける流体力学の最も直接的な応用と具体化でもあります。

カーブボールの発生原理を流体力学の観点から分析するために、まず流体力学における「ベルヌーイの原理」とは何かを見てみましょう。原理を理解すれば、その後の問題は簡単に解決できます。

ベルヌーイの原理は、流体力学の連続媒体理論方程式が確立される前に水力学で使用されていた基本原理です。その本質は流体の機械的エネルギーの保存です。簡単に言えば、その原理の鍵は、流体の速度と圧力の関係を明らかにすることです。この科学的原理は、日常生活でよく見られる小さな場面を通して見ることができます。縦に広げた2枚のA4用紙の上端を両手で持ち、用紙同士が平行になるように垂直に垂らし、用紙の間に適切な距離を保ちます。 2 枚の紙の間に上から空気を吹き付けると、2 枚の紙が互いに近づいていることがわかります。

みなさんは混乱していますか？私たちはお互いに離れているべきではないでしょうか？これは実際にベルヌーイの定理を実践したものです。 2枚の紙の間に空気を吹き込むと、局所的に空気が流れるため、2枚の紙の間の圧力は減少しますが、紙の外側の圧力は変化しないため、2枚の紙は互いに近づきます。

実際、ベルヌーイの定理は人生において多くの場面で応用されています。例えば、一般的な地下鉄（高速鉄道、電車など）のプラットフォームには黄色の安全ラインが引かれています。これは、電車が高速で接近すると、車両付近の空気が駆動されて急速に移動し、圧力が小さくなるためです。プラットフォーム上の乗客が通過する電車に近すぎると、体の前後に大きな気圧差が生じます。 1905年、上記のような理由によりロシアで悲劇が起こりました。線路の近くで一団の人々が列車の到着を歓迎する準備をしていたが、列車が猛スピードで近づいてきたため、後ろから激しくぶつかったかのように線路に転落し、多数の死者が出る悲劇が起きた。

出典：鄭州鉄道南陽車庫

夏には「強風で屋根が吹き飛ぶ」という事故も頻繁に起こりますが、これもベルヌーイの原理が現実に現れたものです。強風時には屋根の上の空気の流れが速くなり、圧力が小さくなりますが、家の中の空気はほとんどよどんでいるため、家の中の圧力は家の外の圧力よりも高くなります。風が強く吹けば吹くほど、圧力差は大きくなります。風速が臨界値を超えると、圧力差により「シューッ」という音がして屋根が吹き飛びます。

出典：ストレイト・メトロポリス・デイリー

原理を理解すれば、ループボールの仕組みも簡単に理解できます。卓球の試合中、卓球ボールは空中を動きながら回転します。このとき、一方では空気がボールに対して後方に移動し、他方ではボールが回転しながら摩擦によって周囲の空気を一緒に回転させることになります。 2 つの動きが重なり合うと、卓球ボールの片側の空気の速度が速くなり、対応する圧力が小さくなります。反対側の速度は比較的遅くなり、圧力が増加します。したがって、両側の圧力差により卓球ボールに横方向の力が加わります。この場合、ボールの軌道はずれ、ループボールが形成されます。

これを見て、龐攸は不審な点を発見した。ループボールを作るには、まずボールを空中で回転させる必要があります。では、ボールを回転させるにはどうすればいいのでしょうか?

ボールを回転させるためには「力」が必要です。では、この「力」はどこから来るのでしょうか?すべてはラケットとボールの衝突から始まります。

試合を見ていると、休憩中にコーチが選手たちに「全力で頑張らなきゃ！」と言っているのがいつも聞こえてきます。実のところ、これはあまり感情的な文章ではありません。 「切る、スライスする、こする、引っ張る」はすべて、ゲームにおける専門的なアクション用語であり、必要な摩擦を生み出すためにラケットをさまざまな姿勢でボールに接触させることを意味します。

インターネットから

さらに、「ボールを食べる」段階も特に重要です。 「ボール食い」とは、卓球ボールがラケットの表面に当たり、ラバーやスポンジがわずかに変形し、その後元の状態に戻る現象を指します。これはラケットとボールの間に摩擦が発生する段階でもあります。一般的に言えば、摩擦が大きく、ボールが長く引っかかっているほど、摩擦に対応するトルクによって発生する衝撃トルクが大きくなり、卓球ボールはより良い回転効果を実現できます。

実際の練習では、選手は自身の爆発的な力を使って「ボールをスイング」しますが、これは実際にはラケットによって発揮される力を通じてボールをスイングすることになります。ボールをスイングする過程で、選手はラケットとボールの速度差と力のコントロールを利用して、ボールを保持する時間を適切に延長し、それによってボールを素早く回転させます。

出典：華西ニュース

これを読んで、アークボールの動きの原理について理解が深まりましたか?卓球ボールのあらゆる回転と弧は、限りない知恵と汗を体現しています。こうした科学的原理を応用することで、このスポーツはますますエキサイティングなものになっています。中国卓球チームが、今度のWTT仁川選手権で好成績を収め、引き続き国家卓球のスタイルと強さを示してくれることを願っています。