Sự ra đời của kim loại, và sau đó là graphite, được quảng bá như những câu chuyện về vật liệu. Nhưng điều làm cho các vật liệu này trở nên quan trọng (đặc biệt là graphite) là khả năng loại bỏ và tái định vị trọng lượng nhờ vào tỷ số độ cứng và độ bền trên trọng lượng cao hơn của chúng. Giờ đây, bạn có thể xây dựng cùng một cấu trúc với độ cứng và độ bền lớn hơn nhưng sử dụng trọng lượng vật liệu ít hơn.

Cây vợt kích thước lớn (oversize) đầu tiên (được Prince sản xuất thương mại vào những năm 1970, dù các thử nghiệm thủ công đã tồn tại từ 50 năm trước đó) cũng gián tiếp liên quan đến trọng lượng. Nó được tiếp thị như một câu chuyện về “kích cỡ mặt vợt”, nhưng không chỉ mặt vợt lớn hơn với dây dài hơn mang lại nhiều sức mạnh hơn ở giữa vùng điểm ngọt (sweetspot), mà mặt vợt rộng hơn còn đồng nghĩa với nhiều sức mạnh hơn ở các cú đánh lệch tâm nhờ vào ảnh hưởng ổn định của trọng lượng ở những khoảng cách xa hơn so với trục trung tâm của vợt.

Hệ thống Hammer của Wilson cũng xoay quanh trọng lượng. Đó là sự loại bỏ và phân bổ lại trọng lượng triệt để nhất từ trước đến nay, loại bỏ trọng lượng khỏi cán vợt và dẫn đến sự nặng đầu (head heaviness) cực đoan.

Ngay cả cuộc cách mạng khung vợt thân rộng (widebody – các khung vợt có tiết diện dày vuông góc với mặt lưới) cũng có thể được giải thích là có liên quan đến trọng lượng, bởi vì chính tỷ số độ bền trên trọng lượng và độ cứng trên trọng lượng của graphite đã giúp cho hình dáng cấu trúc thân rộng cực đoan này trở nên khả thi về mặt kỹ thuật.

Và dĩ nhiên, kỷ nguyên của những khung vợt siêu nhẹ hiện nay, theo định nghĩa, chính là câu chuyện về trọng lượng.

Trong chương trước, chúng ta đã thảo luận về việc lượng và vị trí của trọng lượng ảnh hưởng như thế nào đến khả năng cơ động và cảm giác của cây vợt khi vung trong không khí. Lượng và vị trí của trọng lượng cũng trở nên quan trọng tại thời điểm va chạm. Ở đây chúng ta thảo luận về việc trọng lượng ảnh hưởng đến độ ổn định như thế nào. Gần đây, Prince đã bắt đầu phân cực (polarizing) trọng lượng tại vị trí 2 và 10 giờ và ở phần đuôi của cán vợt. Chiến lược này giúp ổn định cây vợt theo hai hướng dọc theo chiều rộng và chiều dài của vợt (Hình 4.1). Đúng là câu chuyện này nghe có vẻ quen thuộc — việc tăng trọng lượng ở chu vi (perimeter weighting) và vợt có trọng lượng dồn ở đuôi không phải là những khái niệm mới, nhưng chúng chưa bao giờ được tích hợp vào, cũng như được tiếp thị như là một triết lý thiết kế vợt. Sự nhấn mạnh vào việc phân cực trọng lượng từ đầu vợt đến đuôi vợt là một bước ngoặt mới.

1. Tại sao cần ổn định? Các cây vợt nhẹ đòi hỏi sự ổn định bổ sung vì chúng có ít quán tính (inertia) hơn, dễ bị đẩy văng hơn và chịu nhiều cú sốc (shock) hơn. Va chạm khiến chuyển động của vợt thay đổi chủ yếu theo hai hướng. Thứ nhất là sự giật lùi (recoil) về phía sau, giống như cánh cửa trên bản lề (đối với các cú đánh lệch tâm theo chiều dọc). Thứ hai, cây vợt xoắn (twist) như một con quay trong tay bạn (đối với các cú đánh lệch tâm theo chiều ngang). Lượng giật và xoắn đại diện cho phần năng lượng bị lãng phí.
2. Trọng lượng giúp ổn định. Trọng lượng càng nhiều thì càng ổn định, và trọng lượng càng ít thì càng kém ổn định. Nhưng khoảng cách của trọng lượng tới tâm xoay càng lớn thì nó càng ổn định. Do đó, nếu bạn gấp đôi trọng lượng tại một vị trí nhất định, bạn sẽ gấp đôi hiệu quả ổn định của nó. Ngược lại, nếu khoảng cách của trọng lượng tới điểm xoay vung của vợt được gấp đôi, hiệu quả ổn định sẽ tăng gấp bốn lần. Tương tự, việc thêm một phần tư trọng lượng ở khoảng cách gấp đôi sẽ có hiệu quả tương đương với việc đặt toàn bộ trọng lượng ở vị trí ban đầu. Nói tóm lại, trọng lượng giúp ổn định và trọng lượng được phân cực (đưa ra xa tâm) giúp ổn định nhiều hơn với ít vật liệu hơn.
3. Sự ổn định có tác dụng gì? Sự ổn định làm giảm hiện tượng giật lùi và xoắn cũng như các tác động của chúng. Độ ổn định tối đa chống lại cả hai loại mô-men xoắn đạt được bằng cách đặt trọng lượng ở vị trí 3 và 9 giờ để kháng xoắn, và ở vị trí 12 giờ cùng với đuôi vợt để kháng giật lùi. Đây là những khoảng cách phân cực lớn nhất trên cây vợt. Đây là lý do tại sao kích cỡ mặt vợt lớn hơn và vợt dài hơn sẽ ổn định hơn, nếu các yếu tố khác là tương đương.

Khi bạn đánh bóng lệch tâm, bạn biết điều gì sẽ xảy ra. Cây vợt cố gắng xoắn trong tay bạn. Quả bóng bay ra sai góc, và cú đánh của bạn không có tốc độ như mong đợi. Hãy ghi thêm một lỗi tự đánh hỏng (unforced error) nữa vào bảng thống kê của bạn.

Bạn biết rằng nếu bạn có thể đánh bóng gần trục của cây vợt hơn, khung vợt sẽ không xoắn nhiều như vậy. Khi đó, cú đánh của bạn sẽ đi vào sân, thường là gần vị trí mà bạn muốn. Việc đảm bảo bóng chạm gần trục trung tâm của khung vợt đòi hỏi sự phối hợp tay-mắt tốt, sự tập trung và luyện tập — luyện tập thật nhiều. Liệu có điều gì khác bạn có thể làm để giữ cho cây vợt không xoắn quá nhiều trong những cú đánh lỗi (miss-hits)? Có, và đây là lúc khoa học hỗ trợ bạn.

Bạn có thể sử dụng một cây vợt có mặt vợt rộng hơn. Chiều rộng của mặt vợt xác định một đại lượng gọi là mô-men quán tính cực hoặc mô-men quán tính lăn (polar or roll moment of inertia – thuật ngữ vật lý cho twistweight). Những cây vợt rộng hơn (phân biệt với các cây vợt “widebody” có khung dày hơn) có mô-men quán tính cực lớn hơn và cung cấp nhiều độ ổn định chống xoắn hơn. Một ưu điểm lớn của cây vợt oversize nguyên bản của Prince là nó có độ ổn định chống xoắn lớn hơn gần 40% so với cây vợt mặt nhỏ cũ đang được sử dụng vào thời điểm đó. Việc đo lường độ ổn định chống xoắn của một cây vợt (mô-men quán tính quanh trục dài của nó) là một bài thực hành mang tính kỹ thuật có thể được thực hiện bằng một thiết bị gọi là con lắc xoắn (torsion pendulum) hoặc bằng cách biến khung vợt thành một con lắc với cán vợt nằm ngang (xem Chương 5). Định nghĩa của mô-men quán tính là tổng của từng mẩu khối lượng nhỏ trong cây vợt nhân với bình phương khoảng cách của mẩu khối lượng đó tới trục xoay. Tuy nhiên, trọng lượng vợt nhân với bình phương chiều rộng (hoặc đường kính) mặt vợt sẽ cho bạn một giá trị xấp xỉ rất tốt về hệ số ổn định. Điều này được thể hiện trong Hình 4.2 cho một số cây vợt có khối lượng và chiều rộng khác nhau. Ví dụ cụ thể, một khung vợt 0,3 kg (300 gram) có mặt vợt rộng 25 cm sẽ có hệ số ổn định là 187,5 (trọng lượng x chiều rộng x chiều rộng =0,3×25×25=187,5). Chọn một cây vợt có cùng trọng lượng, nhưng mặt vợt chỉ rộng hơn 3 cm (28 cm thay vì 25 cm), sẽ tạo ra hệ số ổn định là 235,2 (0,3×28×28=235,2), tức là tăng 25%.

Có những điều chỉnh đối với kết quả này tùy thuộc vào trọng lượng và hình dáng chính xác của mặt vợt. Một mặt vợt hình vuông (hai bên song song) sẽ có độ ổn định lớn hơn một chút so với mặt vợt hình bầu dục hoặc hình trứng, và các mặt vợt này lại có độ ổn định cao hơn một chút so với mặt vợt hình tam giác (hình “biển báo nhường đường”), khi có cùng tổng chiều rộng mặt vợt. Một khung vợt nặng đầu sẽ ổn định hơn một chút so với một cây vợt cân bằng bằng (evenly balanced) có cùng kích thước và tổng trọng lượng.

Một cây vợt có hệ số ổn định tăng lên sẽ có phản hồi đồng nhất hơn trên khắp mặt vợt (ít biến thiên về tốc độ bóng bật lại đối với các cú đánh hơi lỗi) cũng như ít bị xoắn hơn trong các cú đánh lỗi đó. Điều này có thể được hiểu là cây vợt có điểm ngọt (sweetspot) mở rộng và là một cây vợt “dễ tính” (forgiving) hơn.

Việc giảm hiện tượng xoắn có thể có tác dụng rất tích cực trong việc giảm xác suất phát triển chứng chấn thương khuỷu tay tennis (tennis elbow) đáng sợ. Khi bạn đánh bóng xa trục trung tâm, cây vợt sẽ xoắn bất kể bạn nắm cán vợt chặt đến mức nào. Nhưng cây vợt hiếm khi xoắn văng ra khỏi tay bạn. Bàn tay và cẳng tay của bạn xoắn cùng với cây vợt, nhưng cánh tay trên của bạn không xoay theo cách đó. Đó chính là nguyên nhân gây ra vấn đề ở khuỷu tay, nơi cẳng tay và cánh tay trên gặp nhau — một phần xoay, phần kia thì không. Một cây vợt ổn định hơn và xoắn ít hơn khi va chạm lệch tâm sẽ nhẹ nhàng hơn đối với cánh tay và khuỷu tay của bạn.

(Nội dung Hình 4.2): MÔ-MEN QUÁN TÍNH CỰC ĐO ĐƯỢC SO VỚI KHỐI LƯỢNG X BÌNH PHƯƠNG CHIỀU RỘNG

(MEASURED POLAR MOMENT VERSUS MASS X WIDTH^2)

Mô-men quán tính cực hoặc mô-men quán tính lăn đo được cho một số cây vợt tennis có khối lượng và chiều rộng khác nhau được biểu diễn so với khối lượng của từng cây vợt nhân với bình phương chiều rộng mặt vợt đó. Lưu ý rằng các điểm dữ liệu cho các cây vợt khác nhau dường như nằm dọc theo một đường cong trơn tru.

Từ những lập luận này, có vẻ như mọi người nên chơi với một cây vợt được chế tạo ở giới hạn chiều rộng tối đa mà ITF cho phép (31,75 cm). Tại sao họ không làm vậy? Đó là vấn đề về khả năng cơ động. Độ ổn định cao hơn thường dẫn đến khả năng cơ động kém hơn. Tuy nhiên, đây là một loại cơ động xoắn cụ thể, và nó có thể không ảnh hưởng đến tất cả người chơi theo cùng một cách. Nếu bạn đánh những cú đánh rất phẳng (flat), hoặc nếu bạn cắt (chop) và cắt lát (slice) rất nhiều, hệ số ổn định lớn hơn quanh trục dài của vợt có thể không phải là một bất lợi lớn. Mặt khác, nếu bạn sử dụng nhiều kỹ thuật xoay cẳng tay (arm pronation – xoay quanh trục dài của cánh tay) trong cú giao bóng và các cú đánh cuối sân, độ ổn định khung vợt bổ sung này sẽ làm chậm đầu vợt của bạn và do đó làm mất đi một chút sự thanh thoát (snap) trong các cú đánh.

Bạn phải đưa ra quyết định về cây vợt của mình tùy thuộc vào việc bạn có phong cách chơi tấn công, xoay cẳng tay nhiều, hay kiểu đánh thận trọng hơn, ít lỗi hơn. Nếu cánh tay của bạn rất khỏe và hệ số ổn định bổ sung không làm chậm cú đánh của bạn, thì câu trả lời là đơn giản. Đối với những người còn lại, một quyết định (hoặc sự thỏa hiệp) phải được đưa ra.

Hãy nhớ: Một cây vợt có mặt vợt rộng hơn sẽ ổn định hơn chống lại sự xoắn, mang lại phản hồi đồng đều hơn trên mặt vợt và cung cấp khả năng kiểm soát tốt hơn. Nó cũng sẽ kém cơ động hơn một chút trong các cú đánh cuối sân và sẽ không “thân thiện” bằng trong lối chơi giao bóng và lên lưới (serve and volley) so với một cây vợt mặt hẹp.

4. Sự ổn định tăng thêm sức mạnh. Hiện tượng giật lùi và xoắn lấy đi năng lượng và làm giảm sức mạnh.

5. Sự ổn định tăng thêm sự thoải mái. Năng lượng bị thất thoát do xoắn và giật lùi sẽ đi vào bàn tay và cánh tay của bạn chứ không phải vào quả bóng.

6. Sự ổn định tăng thêm khả năng kiểm soát. Sự xoắn và giật lùi làm giảm khả năng kiểm soát vì mặt vợt bật lại ở những góc không thể kiểm soát, từ đó quả bóng cũng bật lại theo những hướng không mong muốn.

7. Sự ổn định mở rộng vùng sức mạnh. Kích thước điểm ngọt (sweetspot) là một chỉ báo về mức độ ổn định. Định nghĩa được sử dụng rộng rãi nhất về điểm ngọt là vùng trên mặt lưới tạo ra vận tốc bóng bay ra ít nhất bằng 45% (hoặc 40-50%, tùy thuộc vào người bạn hỏi) vận tốc bóng bay đến.

8. Mô-men xoắn cướp đi năng lượng. Bạn đánh càng xa tâm, cây vợt càng xoắn, giật lùi hoặc cả hai. Cây vợt càng được ổn định, bạn càng có thể đánh xa tâm hơn với ít tổn thất năng lượng hơn, và do đó, có nhiều sức mạnh, sự thoải mái và kiểm soát hơn. Vì vậy, điểm ngọt sẽ lớn hơn. Trừ khi bạn luôn đánh trúng tâm, kích thước và vị trí của vùng điểm ngọt quan trọng hơn mức độ “ngọt” tối đa tại tâm.

9. Sự ổn định nâng cao điểm ngọt. Nếu sự ổn định đi theo trọng lượng và điểm ngọt đi theo sự ổn định, thì điểm ngọt cũng đi theo trọng lượng. Trọng lượng hướng về đầu vợt giúp ổn định và kéo điểm ngọt lên nửa trên của mặt lưới, nơi hầu hết các quả bóng được đánh trúng.

10. Việc phân cực trọng lượng và ổn định một cây vợt nhẹ khó khăn hơn. Đó là vì có ít trọng lượng hơn để phân bổ, và trong trường hợp cực đoan, tất cả trọng lượng đều phải dồn vào cấu trúc khung cơ bản chỉ để giữ cho vợt không bị gãy. Có rất ít trọng lượng còn lại để di chuyển xung quanh nhằm tạo ra các lợi ích bổ sung. Cây vợt càng nhẹ, nó càng cần được phân cực, nhưng việc thực hiện lại càng khó khăn và bạn có ít vật liệu hơn để làm điều đó. Do đó, đến một điểm nhất định, một cây vợt nhẹ hơn không bao giờ có thể cạnh tranh được với một cây vợt nặng hơn nhiều về mặt ổn định.

Cuộc đua sản xuất vợt nhẹ (đạt đến đỉnh điểm là những cây vợt nhẹ nhất ở mức khoảng 200 gram đã đan dây) đã dạy cho các nhà sản xuất cách loại bỏ trọng lượng ở những nơi không cần thiết để xây dựng cấu trúc nền tảng nhẹ nhất có thể. Sau đó, một phần trọng lượng đó có thể được thêm ngược trở lại để tạo ra các lợi ích bổ sung ngoài tính toàn vẹn của cấu trúc đơn thuần. Việc tận dụng tối đa từng phần nhỏ của một gram là rất quan trọng.

Ý tưởng của việc phân cực trọng lượng là hiện tượng giật lùi không xảy ra quanh trục cán vợt. Va chạm bóng làm cho cây vợt xoay quanh điểm cân bằng, chứ không phải cán vợt. Điều này được minh họa bằng cách nhìn vào hai trường hợp cực đoan. Nếu một quả bóng đập vào một cây vợt không có người cầm, nó sẽ bay đi và xoay quanh điểm cân bằng của nó. Nếu một thanh thép được xuyên qua cán vợt và gắn chặt vào sàn nhà, cây vợt sẽ thay vào đó xoay quanh thanh thép (như trong Hình 4.1). Bạn có thể bị cám dỗ để nói rằng một người chơi đang cầm vợt sẽ giống như trường hợp thanh thép, nhưng bạn sẽ sai. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng một người không đủ khỏe để ngăn cản sự xoay quanh điểm cân bằng trong suốt 5 mili giây của quá trình va chạm. Bản thân bàn tay của người chơi cũng bị giật lùi ở cổ tay bởi vì nó cũng đang xoay quanh điểm cân bằng. Người chơi chỉ làm chậm quá trình xoay quanh điểm cân bằng, chứ không di chuyển trục xoay về cán vợt như một thanh thép chắc chắn cho đến khi quá trình va chạm kết thúc.

Do đó, để tối đa hóa khả năng kháng giật lùi, trọng lượng phải được phân cực xung quanh điểm cân bằng. Vì vậy, việc đặt trọng lượng vào phần đuôi vợt không làm cho việc vung vợt quanh trục cán trở nên khó khăn hơn đáng kể vì nó nằm gần trục. Nhưng trọng lượng đó lại làm tăng đáng kể trọng lượng vung khi xoay quanh điểm cân bằng (recoilweight) vì nó nằm ở khoảng cách lớn hơn nhiều so với điểm cân bằng.

Trọng lượng vung quanh bất kỳ trục nào (cho dù đó là trục vung, trục xoắn hay trục giật) đều phụ thuộc vào lượng trọng lượng và khoảng cách của trọng lượng đó tới trục. Do đó, khi các yếu tố khác tương đương, một cây vợt dài hơn, rộng hơn hoặc nặng hơn sẽ ổn định hơn. Vì những lý do này, các cây vợt được so sánh phải có cùng chiều dài và nằm trong một phạm vi trọng lượng nhất định. Đó là cách duy nhất để thực hiện một sự so sánh công bằng. Để đạt được điều đó, bảng ổn định so sánh các cây vợt 28 inch dưới 300 gram.

Bảng xếp hạng độ ổn định kháng giật lùi theo hai cách. Cách thứ nhất là “Chỉ số phân cực” (polarization index). Chỉ số này đo lường mức độ phân cực trọng lượng của cây vợt. Nó được tính bằng trọng lượng giật (recoilweight) chia cho trọng lượng vợt. Điều này cho bạn biết mức độ phân cực của trọng lượng “tương ứng với mỗi đơn vị trọng lượng”. Nó là một chỉ báo về những gì đã được thực hiện với lượng trọng lượng có sẵn. Nửa trên của bảng xếp hạng các cây vợt theo mức độ phân cực.

Nửa dưới của bảng xếp hạng chính những cây vợt đó theo thứ tự trọng lượng giật (con số càng cao, càng ổn định chống giật lùi). Đối với một phạm vi trọng lượng nhất định, trọng lượng giật phụ thuộc vào mức độ phân cực. Trọng lượng giật chính là đặc tính mà người chơi đang tìm kiếm (ở một trọng lượng hoặc trọng lượng vung nhất định). Chỉ số phân cực giúp giải thích cách thức trọng lượng của vợt và sự phân bổ của nó kết hợp với nhau để xác định thứ hạng trọng lượng giật.