Международная команда ученых разработала математическую модель, которая позволяет определить оптимальную траекторию броска шара в боулинге для достижения максимальной вероятности страйка.
Боулинг — популярное развлечение, особенно в США, где проходят турниры с большими призовыми фондами. Однако, несмотря на распространенность, предсказать движение шара на дорожке всегда было непросто. До сих пор спортсмены полагались на статистику, не учитывая физические аспекты игры.
Одной из главных проблем является неравномерное распределение масла на дорожке, что влияет на трение и траекторию шара. Также важна асимметрия шара, которая обусловлена расположением отверстий для пальцев и смещением центра тяжести.
Физики создали систему из шести дифференциальных уравнений, основанных на уравнениях Эйлера, чтобы точно рассчитать поведение шара. Это позволяет определить зону, из которой вероятность выбивания страйка максимальна.
Модель также помогает определить зону промаха, что позволяет боулерам адаптировать стратегию в зависимости от их стиля игры. Особое внимание уделяется распределению масла, так как его форма и объем могут существенно различаться на разных турнирах.
Стандартная дорожка для боулинга, сертифицированная Американским конгрессом боулинга (USBC), состоит из 39 отдельных досок. Ширина каждой доски — 2,73 сантиметра. При разметке оси координат: ось X измеряется в количестве досок; ось Y совпадает с осью минимального момента инерции весового блока, содержащегося в ядре спортивных шаров (элемент, влияющий на траекторию движения). Весовой блок — смещенный центр тяжести внутри шара, который задает его вращение. Ось минимального момента инерции определяет, как именно шар будет отклоняться при качении по дорожке.
Отметим, модель не гарантирует страйк. Она лишь помогает лучше понимать, почему шар ведет себя так, а не иначе, и повышает шансы на успех. Модель может подсказать, куда целиться и какую стратегию выбрать, но она не бросит шар вместо игрока.
У каждого боулера — разные стиль, сила, скорость и концентрация. Даже с идеальной схемой можно промахнуться. И наоборот: кто-то безо всякой математики способен выбить страйк, просто потому что чувствует игру. Так что в итоге побеждать будут те, кто сумеет соединить точные знания с хорошей техникой.
