Påverkar temperaturen hur hög en tennisboll kommer att studsa?

Om du vill lägga till lite vänlig sabotage mot din tennisspelares spel, överväga att poppa några av hans tennisbollar i frysen i förväg. När en tennisbolls temperatur förändras, genomgår bollens gasfyllda kärna en intressant reaktion. Medan en temperaturförändring i en riktning har en högstoppande effekt, minskar en temperaturförändring i andra riktningen bollens hoppningsförmåga.

Justering av temperaturen påverkar din tennisbolls studsning. (Bild: Thinkstock Images / Stockbyte / Getty Images)

Varför bollar studsa

En tennisbolls anatomi har en ihålig gummiliknande kärna fylld med gas. De molekyler som utgör gas är relativt oorganiserade; de glider lätt runt och över varandra för att fylla upp vilket utrymme de upptar. Som sådan kan gasmolekyler enkelt expandera eller kontrakta. När en tennisboll träffar marken, pressar kraften upp mot bollen, skjuter in den nedre ytan av bollen och komprimerar gasen inuti kärnan. När tennisbollen återgår till sin normala form fungerar gasen inuti bollen som en fjäder och får bollen att studsa in i luften.

Varmt mot kalltemperatur

Gasens tryck inuti bollen bestämmer slutligen hur högt tennisbollen kommer att studsa. Den vetenskapliga ekvationen för bestämning av gastrycket är "p = rRT", där "p" är trycket, "r" är densiteten, "R" är en konstant specifik för gasen och "T" är temperatur. Om densiteten och konstanten förblir densamma, resulterar en högre temperatur i högre tryck, medan en lägre temperatur resulterar i lägre tryck. När temperaturen ökar växer gasmolekylerna inuti tennisbollen ut. När molekylerna expanderar, ökar deras energi när de studsar runt mer felaktigt. Denna ökade energi och rörelse resulterar i en högre studsning. Å andra sidan leder en temperaturminskning till att gasmolekylerna sammandras och rör sig mer trögt. Som ett resultat har en kall boll en mycket lägre studsning.

Lätt experiment

Detta vetenskapliga mysterium kan demonstreras hemma eller skolan med ett enkelt experiment. Samla 15 till 20 tennisbollar och ett mätband. Placera fyra tennisbollar i en frys, fyra i ett kylskåp, fyra vid rumstemperatur och fyra ute i solen. Lämna tennisbollarna på plats i minst en till tre timmar om möjligt. När du är redo, ta bort bollarna individuellt och släpp dem från en förhöjd position. Låt en annan person mäta och spela in hur hög bollen studsar. Fortsätt samma procedur tills alla bollar har testats. Du bör upptäcka att de uppvärmda bollarna studsar högst, följt av rumstemperaturbollarna, sedan de kylda bollarna, med de frusna tennisbollarna studsar minst.

Vinterjusteringar

Under ett spel tennis, bygger de flesta spelare på bollens snabba studsning för att hjälpa dem att spela och göra poäng. Men under vinterns kyliga temperaturer kan den bollen bli din fiende. För att kompensera bollens avtagande studsa rekommenderar Tennis.com-webbplatsen att stränga din racket 2 pund lägre under vintern.