Elke keer dat een bal stuitert, is de wetenschap aan het werk. Elke keer dat het hart van een atleet klopt, is de wetenschap aan het werk. De sportwereld biedt veel kansen voor wetenschappelijke projecten die de eigen interesses van studenten kunnen aanspreken. Elk project zou met een vraag moeten beginnen. Vervolgens bedenkt de student een experiment of een reeks observaties om die fundamentele vraag te beantwoorden. Het "hoe" en "waarom" van tennis brengt wetenschappelijk ingestelde sportfans in het veld van de natuurkunde.
Bounce-factor
•••tennisnet afbeelding door Warren Millar uit Fotolia.com
Waarom stuiteren sommige tennisballen hoger of vaker dan andere? Dit project onderzoekt de stuiterfactor van een bal, gebaseerd op het merk bal, de leeftijd van de bal en het stuiteroppervlak. Paul Doherty van het Exploratorium legt uit dat de stuiterfactor van een bal de uitkomst van een spel of wedstrijd kan beïnvloeden. Voor dit project hebben studenten een helper nodig om de ballen van een vooraf bepaalde hoogte te laten vallen - dezelfde hoogte elke keer - en een manier om de hoogte van elke sprong te meten, zoals een paal of muur gemarkeerd met gemeten verhogingen. Het is erg belangrijk om bij te houden welke ballen en oppervlakken welke resultaten opleveren, dus maak zorgvuldige aantekeningen. Als u de resultaten in een grafiek zet, wordt uw lijst met metingen omgezet in een visueel zinvolle vorm die docenten of kijkers kunnen zien.
Warm en koud
•••afbeelding tennisspeler door jimcox40 uitx Fotolia.com
Heeft temperatuur invloed op bounce? Probeer een ander soort stuitertest, met een toegevoegd element van thermodynamica, om te onderzoeken of het verwarmen of koelen van de bal de manier verandert waarop luchtdruk erop inwerkt. Gebruik ten minste zes ballen - drie die worden verwarmd en drie die worden afgekoeld. Verwarm de ballen op een veilige manier, bijvoorbeeld met een verwarmingskussen of in de hete zon, en meet nauwkeurig hun temperatuur. Cislunar Aerospace suggereert andere details en variaties voor dit project.
De zoete plek
•••le joueur de tennis afbeelding door Francis Lempérière uit Fotolia.com
Atleten weten dat elk racket - zoals elke honkbalknuppel of pingpongpeddel - een 'sweet spot' heeft. Dit spot produceert de meest echte impact en brengt de maximale energie over in de bal met zo min mogelijk extra trillingen. Waar is de sweet spot op je racket? Hang een racket aan een touwtje en houd het heel licht tussen duim en wijsvinger. Laat een vriend(in) met een bal op het hele oppervlak en de rand van het racket tikken, zodat je in kaart kunt brengen hoe verschillende plekken op het racket anders trillingen veroorzaken. Gevorderde studenten willen misschien een mechanisme bedenken om trillingen te meten, in plaats van te vertrouwen op subjectieve indrukken.
Beweging meten
•••tennisafbeelding door Snezana Skundric uit Fotolia.com
Hoe we de snelheid en duur van een bal meten, kan net zo interessant zijn als hoe we ze produceren. Cislunar Aerospace stelt voor om een tennisservice te filmen, maar je kunt nog nauwkeurigere resultaten krijgen met een digitale videocamera. Als u de hele opslag opneemt, totdat de bal het veld of het racket van de tegenstander raakt, kunt u de vlucht van de bal timen. Bekijk de opname meerdere keren met een stopwatch. Ga dan verder met de opname, frame voor frame, van de ene impact naar de andere, en tel hoeveel frames er nodig zijn. Analyseer uw stopwatch-waarnemingen versus uw frame-voor-frame meting. Om dit experiment verder te brengen, meet je de afstand van de opslag die je hebt geregistreerd; met behulp van uw tijd- en afstandsmetingen kunt u de snelheid van de bal berekenen. De Society of Women Engineers stelt voor om de snelheid van de bal op verschillende punten langs zijn baan in kaart te brengen.