Simulações de boliche informam a estratégia de greve

Para a maioria de nós, derrubar todos os 10 pinos de boliche ao mesmo tempo para marcar o ataque perfeito é um triunfo ocasional que deve mais à sorte do que ao julgamento. Mas mesmo os jogadores de elite devem lidar com uma complexa combinação de variáveis ​​que afetam o resultado de suas fotos, desde a maneira como entregam a bola até as condições específicas da pista em diferentes locais e torneios. A ajuda está à mão, no entanto. Uma equipe de físicos dos EUA e do Reino Unido introduziu um modelo abrangente que prevê o comportamento de uma tigela de boliche para identificar a posição preferrred de lançamento e a trajetória para marcar uma greve (1).

“O modelo pode fornecer aos jogadores e treinadores um guia visible que mostra como o caminho da bola mudará se recursos específicos do tiro forem alterados, como a velocidade, a velocidade angular ou o eixo de rotação”, diz Curtis Hooper, membro da equipe da Crew Hooper, pesquisador da Universidade de Loughborough, no Reino Unido, que também é treinador nacional da equipe.

Com tantos fatores em jogo, a maioria das tentativas anteriores de melhorar as possibilities de marcar uma greve adotaram uma abordagem estatística que analisa o desempenho anterior de jogadores profissionais. Esses estudos indicaram, por exemplo, que os jogadores devem ter como objetivo atingir a cabeça em um ângulo de cerca de 6 ° e um deslocamento de 6 cm do centro. Alguns modelos matemáticos também estudaram uma característica essencial das bolas de boliche, que é que sua estrutura interna inclui um bloco de peso sólido que modifica seu centro de gravidade e características rotacionais. Essa estrutura altera o eixo de rotação, que por sua vez contribui para o movimento parabólico da bola.

Em seu novo trabalho, Hooper e colegas desenvolveram um modelo mais sofisticado que explica outros fatores -chave que afetam a trajetória da bola, como o atrito entre a superfície da bola e a pista de boliche. Começando com as equações clássicas de movimento para uma esfera rolando em uma superfície, eles derivam um sistema acoplado de seis equações diferenciais que predizem o resultado de um tiro de um conjunto de condições iniciais que podem ser adaptadas às características do boliche de um determinado jogador. Essas condições de partida incluem a distribuição de massa dentro da bola, bem como sua velocidade, direção e velocidade angular no ponto de liberação.

Usando dados da vida actual de jogadores competitivos para definir as condições iniciais, os pesquisadores usaram o modelo para simular o efeito que as variações de atrito têm na trajetória de tiro. Os organizadores de torneios geralmente alteram o perfil de atrito ao longo da pista – para desafiar a precisão dos concorrentes ou incentivar pontuações mais altas – que é alcançado aplicando petróleo a diferentes áreas da superfície de madeira polida. Para criar um padrão “curto”, por exemplo, o óleo é aplicado em quantidades variadas nos primeiros 13 m de uma pista de boliche padrão de 18,3 m. Nesse cenário, o modelo prevê que an opportunity de um ataque atinge um máximo de 89% quando um jogador entrega a bola em um ângulo de 1,8 ° e em um deslocamento lateral equivalente à 28ª placa da borda do 39 que compõe uma pista de boliche padrão.

Saber que a trajetória preferrred pode ajudar os jogadores a otimizar seus tiros, mas mesmo os melhores jogadores nem sempre liberam a bola exatamente como pretendem. Pequenas imprecisões no ângulo de lançamento podem alterar a posição da bola em vários centímetros quando atingir os pinos e, portanto, os pesquisadores modelaram a gama de caminhos possíveis quando o ângulo de lançamento muda em até 0,15 ° em qualquer direção, esquerda ou direita. Quando a bola é entregue ao longo da trajetória preferrred para o padrão curto, as simulações mostram que essas pequenas variações desviam a bola apenas por alguns centímetros. Quando uma trajetória menos preferrred é escolhida, no entanto, a posição ultimate da bola pode mudar em até 8 cm.

Hooper e colegas dizem que seu modelo fornecerá uma ferramenta útil para os jogadores e seus treinadores otimizarem sua estratégia de jogo para cada torneio. “Modelos como esse podem executar vários cenários ‘What-If’ para descobrir a melhor maneira de obter uma greve”, diz Steve Haake, professor de engenharia esportiva da Universidade de Sheffield Hallam, no Reino Unido, que não estava envolvida no trabalho atual. “Este artigo adota uma boa abordagem, criando modelos que fazem sentido do ponto de vista de um jogador.”

–Susan Curtis

Susan Curtis é uma escritora de ciências freelancers sediada em Bristol, Reino Unido.

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