Matematik i golf

(Phys.org) - De officielle regler for golf, som løbende revideres og opdateres, når nyt udstyr dukker op, har tætte bånd til matematik. I mange tilfælde, matematik bruges til at placere begrænsninger på golfudstyr, såsom at begrænse den afstand, bolden vil tilbagelægge, som forudsagt af matematiske modeller. Reglerne sætter også grænser for en værdi, der kaldes restitutionskoefficienten, som måler effektiviteten af ​​påvirkningen mellem en kølle og bold.

I en ny anmeldelse, Dr. Steve Otto, Director of Research and Testing hos The R&A, som sammen med US Golf Association (USGA) fører tilsyn med golfreglerne, har fremhævet nogle af de måder, matematik bruges til at forstå golf og bestemme mange af udstyrsreglerne. Avisen er udgivet i en nylig udgave af Proceedings of The Royal Society A og blev skrevet som en del af et Royal Society -møde, Matematik til den moderne økonomi.

"Vi bruger daglig matematik, sammen med fysik og teknik, "Fortalte Otto Phys.org . "Brugen af ​​disse værktøjer hjælper os med at sikre, at vores analyse er grundig og streng."

Generelt, evalueringer af golfudstyr involverer modellering, simuleringer, og statistik for at redegøre for variation i de fysiske processer, der er involveret i at ramme en bold med en kølle.

I øjeblikket, der er cirka 1200 golfbolde på den officielle overensstemmelse liste, og hver enkelt skal indsendes til evaluering hvert år. Reglerne sætter begrænsninger for størrelsen, vægt, effektivitet, og Total Distance Standard for en golfbold. For at bestemme den samlede afstandsstandard, en testbold skydes af en robot, der simulerer et sving med en startvinkel på 10 °, en tilbage -centrifugeringshastighed på 42 omdrejninger pr. sekund, og en klubhovedhastighed på 120 m.p.h. Ved hjælp af billedanalyse, boldens startforhold bestemmes og føres ind i en model, der - baseret på et optimeringsproblem - forudsiger den samlede afstand, bolden vil tilbagelægge. Reglerne kræver, at denne afstand ikke må være mere end 317 yards. Golfbolde, der flyver for langt, betragtes som for lette at ramme, og denne begrænsning sikrer, at dygtighed, og ikke teknologi, er det, der bestemmer vinderen.

Hvad angår golfkøller, den officielle liste indeholder omkring 20, 000 klubber (8, 000 chauffører og 12, 000 jern). Med det mål at sikre, at spillet ikke undermineres af golfkøller, der rammer bolde så effektivt, at det bliver for let at slå, USGA i 1998 implementerede en regel, der begrænsede restitutionskoefficienten til en værdi af 0,822 for chauffører. I 2003, denne regel var blevet vedtaget verden over og anvendt på andre typer klubber. Restitutionskoefficienten måler andelen af ​​energi, der overføres fra klubben til bolden, hvor 0 ikke overføres til energi og 1.0 er en perfekt elastisk kollision, hvor al energi overføres. For at bestemme denne værdi på en testklub, et pendul med en metalkugle og accelerometer i enden hopper gentagne gange mod køllens ansigt. Tidsmålinger fra accelerometeret analyseres derefter og bruges til at estimere klubbens restitutionskoefficient.

Måske er de mest udfordrende dele ved modellering af de fysiske processer, der er involveret i golf, den menneskelige faktor. Analytikere har forsøgt at kvantificere variationen i en persons sving ved hjælp af forskellige statistiske metoder, såsom standardafvigelse og den mindre almindeligt anvendte median absolutte afvigelse. Blandt andet, forståelse af individuel variation er vigtig for at tilpasse individuelle spillere til det bedste udstyr.

Fremadrettet, Otto hævder, at de bedste modeller til golfspillet sandsynligvis er de enkleste, hvilket betyder, at dem, der minimerer antallet af parametre, generelt er de mest nyttige. Han forklarer, at forsøg på at udvikle mere komplekse modeller sandsynligvis vil resultere i en datatilpasning i stedet for mere præcise forudsigelsesmetoder.

© 2017 Phys.org