В новом выпуске StarTalk спортивной тематики знаменитый астрофизик Нил Деграсс Тайсон вместе со своими постоянными соведущими Гари О’Рейли и Чаком Найсом разбирают одну из самых досадных ситуаций в спорте — «лип-аут» (lip out) в гольфе. Это момент, когда мяч, уже практически зашедший в лунку, описывает дугу по её краю и вылетает обратно на траву. С помощью законов физики участники объясняют, почему это происходит, как угловой момент может испортить результат матча и чем гольф напоминает гонки NASCAR.
🏌️♂️ Тишина против шума: гольф в сравнении с бейсболом 0:01
Разговор начинается с ироничного сравнения условий в разных видах спорта. Нил Деграсс Тайсон моделирует воображаемый диалог между гольфистом и бейсболистом . Бейсболист удивляется тому, что гольфисту требуется абсолютная тишина для удара по неподвижному мячу, который лежит прямо у него под ногами .
В то же время бейсболист должен отбивать мяч, летящий со скоростью 90 миль в час, в то время как 50 000 зрителей на трибунах кричат и освистывают его . Чак Найс, известный своим скептическим отношением к гольфу, поддерживает эту иронию, отмечая, что гольф — это спорт, требующий гиперконцентрации там, где другие справляются в условиях хаоса. Однако, по мнению Тайсона, именно эта концентрация делает «лип-аут» таким болезненным моментом для игрока, ведь это фактически потерянный удар из-за чистой физики .
🔄 Физика «лип-аута»: от линейного к угловому моменту 2:56
Когда игрок бьёт по мячу, он сообщает ему линейный импульс (momentum) — движение в заданном направлении. По словам Нила Деграсса Тайсона, если мяч направлен не строго в центр лунки, а касается её края, происходит мгновенная трансформация энергии .
Для объяснения этого процесса Тайсон приводит аналогию с «майским шестом» (maypole):
- Представьте, что вы бежите мимо столба и на ходу хватаетесь за него рукой .
- Ваш линейный импульс тут же превращается в угловой момент (angular momentum) .
- Вместо того чтобы продолжать движение вперед, вы начинаете вращаться вокруг столба.
Аналогичный процесс происходит с мячом. Как только он видит углубление лунки, он начинает «падать» к её центру, но из-за касания края приобретает угловой момент . В зависимости от скорости движения и того, насколько глубоко мяч «зацепился» за край, он либо опишет дугу и упадет внутрь, либо вылетит наружу. Тайсон утверждает, что единственный надежный способ избежать этого — бить строго в центр лунки .
🏀 Критическая масса и влияние вращения 4:19
Участники дискуссии обсуждают, существует ли точка невозврата, после которой мяч гарантированно окажется в лунке. Тайсон выдвигает гипотезу (которая, по его словам, требует точных расчетов), что если более половины массы мяча оказалось ниже уровня края лунки, он, скорее всего, упадет внутрь .
Однако ситуацию может осложнить собственное вращение мяча:
- Направление вращения: Если мяч сильно вращается, он может буквально «выкарабкаться» из лунки, даже находясь частично внутри .
- Баскетбол: Чак Найс проводит параллель с баскетболом, где мяч часто описывает кольцо по периметру и вылетает, уже находясь внутри «цилиндра» .
- Типы ударов: Профессиональные игроки используют спин (вращение), чтобы контролировать поведение мяча. Бэкспоин (обратное вращение) при ударе о заднюю стенку лунки помогает мячу «провалиться» вниз с большей энергией .
Гари О’Рейли добавляет, что в сложных ситуациях, например, при ударе из песчаной ловушки (бункера), игроки намеренно используют бэкспоин, чтобы мяч не укатился слишком далеко по быстрому грину, а замер или даже откатился назад к лунке .
🏎️ Аналогия с NASCAR: почему мяч «взлетает» 6:43
Один из самых неочевидных вопросов — почему мяч, который уже начал опускаться в лунку, внезапно поднимается и вылетает. Тайсон объясняет это через аналогию с бэнкингом (наклонным поворотом) на трассах NASCAR .
Ключевые факторы этого процесса:
- Геометрия края: Край лунки в гольфе — это не идеальный прямой угол в 90 градусов. Между травой и самой чашкой лунки есть крошечный наклонный участок .
- Центробежный эффект: Подобно гоночному автомобилю на наклонном треке, мяч, обладающий высокой скоростью, стремится наружу.
- Превышение скорости: Тайсон утверждает, что если автомобиль влетит в поворот на скорости 300 миль в час, никакое сцепление шин не удержит его — он вылетит с трассы . Так же и мяч для гольфа: его импульс настолько велик, что он «проезжает» по наклонному краю лунки и вылетает с противоположной стороны .
🧨 Как сделать гольф интереснее: мнение Чака Найса 8:58
Чак Найс предлагает радикальные способы повышения зрелищности гольфа. По его мнению, игра стала бы гораздо интереснее, если бы мячи взрывались при вылете из лунки, подобно авариям в NASCAR .
Собеседники вспоминают известные розыгрыши с мячами из мела, которые превращаются в облако дыма при ударе . Чак также предлагает изменить стиль комментирования: оставить классический шепот («он подходит к мячу... прекрасный день в Огасте...»), но внезапно прерывать его криками, когда мяч взрывается . По мнению Чака, гольфу катастрофически не хватает «взрывов и сцен погони» в стиле Майкла Бэя .
📐 Правила и отскоки: когда очко не засчитывается 10:46
В ходе дискуссии возник вопрос о правилах: считается ли удар успешным, если мяч попал в лунку, ударился о дно и выскочил обратно?
Результаты обсуждения и проверки фактов командой StarTalk:
- Вердикт: Если мяч выскочил из лунки (даже коснувшись дна), удар не считается завершенным. Игрок обязан играть этот мяч с того места, где он остановился .
- Сравнение с баскетболом: В баскетболе ситуация иная. Если мяч прошел сквозь кольцо, ударился о пол и каким-то невероятным образом подлетел и прошел сквозь кольцо обратно вверх, очки всё равно будут засчитаны . Чак Найс в шутку предлагает вычитать очки, если мяч проходит сквозь кольцо в обратном направлении .
В завершение Нил Деграсс Тайсон подчеркивает, что «лип-аут» — это не признак того, что игрок плох, а следствие работы законов физики . Для минимизации таких случаев гольфисты пытаются манипулировать вращением: легкий бэкспоин может помочь мячу «зацепиться» за лунку, в то время как обычное качение вперед (фронт-спин) часто способствует вылету при малейшем отклонении от центра .
