Wenn Sie dem Spiel Ihres Tennisgegners ein wenig freundliche Sabotage hinzufügen möchten, sollten Sie vorher ein paar seiner Tennisbälle in den Gefrierschrank werfen. Wenn sich die Temperatur eines Tennisballs ändert, erfährt der gasgefüllte Kern des Balls eine interessante Reaktion. Während eine Temperaturänderung in einer Richtung einen hohen Bouncing-Effekt hat, verringert eine Temperaturänderung in die andere Richtung die Bouncing-Fähigkeiten des Balls.
Warum Bälle hüpfen
Die Anatomie eines Tennisballs besteht aus einem hohlen, gummiartigen Kern, der mit Gas gefüllt ist. Die Moleküle, aus denen Gas besteht, sind relativ unorganisiert; Sie gleiten leicht um und übereinander, um jeden Raum zu füllen, den sie einnehmen. Als solche können sich Gasmoleküle leicht ausdehnen oder zusammenziehen. Wenn ein Tennisball auf den Boden trifft, drückt die Kraft gegen den Ball, drückt die Unterseite des Balls hinein und komprimiert das Gas in seinem Kern. Wenn der Tennisball in seine normale Form zurückkehrt, wirkt das Gas im Ball als Feder und lässt den Ball in die Luft springen.
Heiße vs. kalte Temperatur
Der Druck des Gases im Ball bestimmt letztendlich, wie hoch der Tennisball abprallen wird. Die wissenschaftliche Gleichung zur Bestimmung des Gasdrucks lautet „p = rRT“, wobei „p“ der Druck, „r“ die Dichte, „R“ eine für das Gas spezifische Konstante und „T“ die Temperatur ist. Wenn die Dichte und die Konstante gleich bleiben, führt eine höhere Temperatur zu einem höheren Druck, während eine niedrigere Temperatur zu einem niedrigeren Druck führt. Wenn die Temperatur steigt, dehnen sich die Gasmoleküle im Tennisball aus. Wenn sich die Moleküle ausdehnen, nimmt ihre Energie zu, wenn sie unregelmäßiger herumspringen. Diese erhöhte Energie und Bewegung führt zu einer höheren Sprungkraft. Andererseits führt eine Temperaturabnahme dazu, dass sich die Gasmoleküle zusammenziehen und sich langsamer bewegen. Infolgedessen hat ein kalter Ball einen viel geringeren Sprung.
Einfaches Experiment
Dieses wissenschaftliche Rätsel kann zu Hause oder in der Schule mit einem einfachen Experiment demonstriert werden. Sammeln Sie 15 bis 20 Tennisbälle und ein Maßband. Legen Sie vier Tennisbälle in einen Gefrierschrank, vier in einen Kühlschrank, vier bei Raumtemperatur und vier draußen in der Sonne. Lassen Sie die Tennisbälle nach Möglichkeit mindestens ein bis drei Stunden an Ort und Stelle. Sobald Sie fertig sind, entfernen Sie die Kugeln einzeln und lassen Sie sie aus einer erhöhten Position fallen. Lassen Sie eine andere Person messen und aufzeichnen, wie hoch der Ball springt. Fahren Sie mit dem gleichen Verfahren fort, bis alle Kugeln getestet wurden. Sie sollten feststellen, dass die beheizten Bälle am höchsten hüpfen, gefolgt von den Kugeln mit Raumtemperatur, dann die gekühlten Bälle, wobei die gefrorenen Tennisbälle am wenigsten hüpfen.
Winteranpassungen
Während eines Tennisspiels verlassen sich die meisten Spieler auf den schnellen Sprung des Balls, um ihnen beim Spielen und Punkten zu helfen. Aber bei den kühlen Temperaturen des Winters kann dieser Ball zu Ihrem Feind werden. Um den rückläufigen Abprall des Balls auszugleichen, die Tennis.com website empfiehlt Bespannen Sie Ihren Schläger 2 Pfund niedriger im Winter.