ĐỘ CỨNG (STIFFNESS – FLEX)





ĐỘ CỨNG VỢT (RACQUET STIFFNESS)

Các cây vợt hiện đại được thiết kế có ý đồ là phải cứng để giảm rung động khung vợt. Ngoài việc cải thiện sự thoải mái, việc giảm tổn thất do rung động còn có tác dụng làm tăng tốc độ bóng rời khỏi đầu vợt. Tốc độ bóng rời khỏi phần giữa mặt lưới dây không phụ thuộc vào độ cứng của vợt vì các rung động khung không được tạo ra khi va chạm tại vị trí đó. Do đó, khi bạn đánh vào giữa mặt dây, không có sự khác biệt về sức mạnh giữa một cây vợt cứng hay vợt linh hoạt (vợt mềm). Nhưng nếu bạn đánh vào một điểm trên dây cách xa trung tâm mặt vợt, rung động sẽ xảy ra. Vợt cứng rung ít hơn vợt mềm vì chúng ít bị uốn cong hơn, do đó, mang lại cảm giác tốt hơn và sẽ có nhiều sức mạnh hơn nếu bóng không được đánh trúng chính xác ở giữa mặt dây.

Độ cứng của vợt tăng lên khi độ dày của khung tăng lên. Hãy thử bẻ cong một chiếc thước kẻ theo chiều cạnh thay vì bẻ theo mặt phẳng ngang, bạn sẽ hiểu tại sao (Hình 1.19). Việc tăng gấp đôi độ dày khung vợt về mặt lý thuyết sẽ làm tăng độ cứng lên khoảng tám lần, nhưng trên thực tế nó chỉ tăng khoảng gấp đôi. Lý do là trọng lượng của vợt cần được giữ ở mức thấp, vì vậy độ dày thành của khung (hoặc một kích thước khác) cần phải được giảm bớt nếu độ dày tổng thể của khung tăng gấp đôi.

Các tay vợt hàng đầu thường ưu tiên các khung vợt hẹp và linh hoạt hơn một chút vì bóng ít có khả năng chạm vào khung khi họ nghiêng mặt vợt theo một góc so với đường đi của bóng. Những người chơi sử dụng nhiều xoáy topspin hoặc backspin do đó nên tránh các khung vợt widebody (thân rộng) rất cứng. Mặt khác, người ta không thể làm khung vợt rất rộng và hẹp như một chiếc thước kẻ và cũng có thành khung rất mỏng vì nó sẽ bị oằn ngay khi được căng dây. Do đó, mặt cắt ngang của khung vợt có hình elip hơn là hình tròn hoặc phẳng. Vợt widebody dài hơn khá nhiều theo hướng uốn, khiến chúng trở nên rất cứng.

6Độ cứng cũng phụ thuộc vào loại graphite được sử dụng để chế tạo khung, độ dày thành của ống graphite và hướng của các sợi carbon trong mỗi lớp vải sợi carbon được sử dụng để tạo nên ống khung. Vợt graphite hiện đại cứng hơn nhiều so với vợt gỗ hoặc nhôm cũ. Chúng cũng khỏe hơn, nghĩa là chúng có thể được làm nhẹ hơn mà vẫn không bị gãy. Một phần lý do là bản thân graphite cứng và khỏe hơn gỗ hoặc nhôm, nhưng một yếu tố quan trọng không kém là vợt graphite có cấu trúc rỗng trong khi vợt gỗ là khối đặc. Đối với bất kỳ khối lượng vật liệu nhất định nào, một phần rỗng sẽ cứng hơn một phần đặc.

(Figure 1.19) Cố gắng bẻ cong một chiếc thước kẻ theo chiều cạnh (edge-on) khó hơn nhiều so với bẻ theo mặt phẳng ngang. Đối với vợt cũng tương tự, đó là lý do tại sao khung vợt rộng hơn theo hướng chịu lực va chạm của bóng.

ĐO LƯỜNG ĐỘ CỨNG VỢT (MEASURING RACQUET STIFFNESS)

Độ cứng của vợt thường được đo bằng cách làm uốn cong vợt (với một lượng nhỏ). Để thực hiện mục đích đó, cây vợt được đặt giữa hai ống kim loại và một vật nặng được đặt lên dây hoặc lên đầu khung vợt. Khoảng cách mà khung di chuyển được biểu thị bằng một con số từ khoảng 50 đến 85, với 50 là rất linh hoạt (mềm) và 85 là rất cứng.

Một cách đo độ cứng đơn giản là âm thanh do khung vợt phát ra khi bạn gõ vào nó. Để nghe được rung động của khung, bạn cần đặt cán vợt gần tai, cầm nhẹ cán vợt tại một điểm cách đầu nắp chuôi khoảng 6 inch. Vợt linh hoạt rung ở tần số khoảng 120 Hz (một chu kỳ qua lại là 1 Hz), nhưng hầu hết rung quanh mức 140 Hz, và các cây vợt cực kỳ cứng rung ở khoảng 200 Hz (vợt gỗ rung ở khoảng 90 Hz). Để so sánh, dây vợt rung ở tần số khoảng 500 Hz vì chúng nhẹ hơn khung nhiều và rung qua lại nhanh hơn nhiều. Âm thanh do dây tạo ra thường được mô tả là tiếng “ping” tần số cao. Âm thanh của khung không to bằng và có thể được mô tả là tiếng “hum” (âm u) tần số thấp.

Việc đo độ cứng của vợt có một lưu ý nhỏ. Một cây vợt có cấu trúc, vật liệu, mặt cắt ngang và khối lượng khác nhau dọc theo chiều dài của nó. Do đó, khung vợt có độ cứng thay đổi dọc theo chiều dài. Điều đó có nghĩa là các phần khác nhau của vợt sẽ uốn cong những lượng khác nhau khi sóng uốn truyền dọc theo khung. Nó cũng có nghĩa là tốc độ của sóng sẽ thay đổi—truyền nhanh hơn ở một số điểm và chậm hơn ở những điểm khác. Tuy nhiên, về tổng thể, chuyến hành trình của sóng lên và xuống cây vợt sẽ giống hệt nhau mỗi lần, gặp phải những biến đổi giống nhau ở cùng một vị trí. Do đó, tại bất kỳ vị trí nhất định nào, chẳng hạn như cán vợt, sóng uốn rung động sẽ quay trở lại bàn tay vào các khoảng thời gian chính xác. Nếu chúng ta đếm số lần trong một giây mà cán vợt di chuyển đến một đỉnh theo một hướng, chúng ta sẽ có tần số của cây vợt. Điều này cho chúng ta biết cây vợt cứng như thế nào về tổng thể. Nó cho biết cán vợt sẽ đập vào tay bạn bao nhiêu lần mỗi giây khi nó rung động. Rung động là một phần của những gì chúng ta cảm nhận được khi đánh bóng. Nhưng độ cứng tổng thể không cho chúng ta biết về độ cứng cục bộ vốn ảnh hưởng đến hướng và mức độ uốn cong của vợt tại vị trí bóng va chạm. Điều này có thể ảnh hưởng đến góc phóng của quả bóng.

Hộp Match Point 1.4: So sánh rung động giữa các cây vợt (Vibration Comparison between Racquets)

Để đo các rung động tại cán vợt, một cây vợt được treo tự do từ một thanh ngang bằng hai đoạn dây để nó có thể xoay và rung tự do. Một quả bóng tennis cũng được treo từ thanh ngang, như một con lắc, để nó có thể vung về phía mặt lưới và va chạm ở cùng một tốc độ lên vợt và tại chính xác vị trí chúng tôi muốn. Một máy đo gia tốc được gắn vào cán vợt để đo chuyển động qua lại của nó do rung động nhanh của toàn bộ cây vợt.

Kết quả trong các Hình 1.20-1.23 là điển hình cho tất cả các cây vợt ở chỗ (a) các rung động lớn nhất của cán vợt xảy ra đối với các va chạm ở đầu vợt và cổ vợt, và (b) các rung động nhỏ nhất xảy ra tại điểm ngọt (sweetspot) gần trung tâm của mặt lưới dây. Chuyển động ban đầu của cán vợt là hướng về phía quả bóng đang bay tới đối với một va chạm gần đầu vợt, hoặc hướng ra xa quả bóng đang bay tới đối với một va chạm gần cổ vợt. Điều này có thể thấy từ các đồ thị nơi phần đầu tiên của tín hiệu là dương cho một va chạm gần đầu vợt và âm cho một va chạm gần cổ vợt.

  • Figure 1.20: Vợt gỗ (Wood racquet). Chúng tôi đã bỏ lỡ điểm ngọt không rung (no vibration sweetspot) của cây vợt gỗ này. Điểm ngọt đó nằm ở giữa phần trung tâm mặt lưới dây và vùng cổ vợt.

  • Trục đồ thị: Rung động cán vợt (Handle vibrations) theo thời gian t (ms). Các vị trí va chạm: Đầu vợt (Tip), Giữa (Middle), Cổ vợt (Throat).
  • Figure 1.21: Khung vợt có độ cứng trung bình 157 Hz với một thiết bị giảm chấn khung.

  • Trục đồ thị: Rung động cán vợt (Handle vibrations) theo thời gian t (ms). Các vị trí va chạm: Đầu vợt (Tip), Giữa (Middle), Cổ vợt (Throat).

Ba cây vợt được hiển thị đã được chọn vì mỗi cây minh họa một số khác biệt thú vị giữa các cây vợt. Vợt gỗ cũ rung nhiều hơn nhiều so với vợt graphite hiện đại và chúng rung ở tần số thấp hơn. Cả hai hiệu ứng này là do thực tế vợt gỗ cũ nặng hơn và linh hoạt hơn vợt graphite. Khung vợt có độ cứng trung bình (157 Hz) gây thú vị vì các rung động được giảm chấn bởi một thiết bị giảm chấn bằng cao su được dán giữa đầu vợt và cán vợt. Sự giảm chấn mạnh bổ sung xảy ra ở tất cả các cây vợt khi cán vợt được cầm bằng tay. Giảm chấn không có nghĩa là chu kỳ rung đầu tiên bị giảm đáng kể về biên độ. Giảm chấn đề cập đến việc các rung động tiếp theo trở nên nhỏ hơn nhanh hơn, và nó cũng có thể tác động để giảm biên độ của rung động đầu tiên ở một mức độ nào đó.

Cây vợt rất cứng (202 Hz) có các rung động nhỏ nhất trong số tất cả các cây vợt được thử nghiệm. Nó cũng là một trong những cây cứng nhất và nó rung ở tần số cao nhất. Các rung động khung gần như hoàn toàn không có ở cây vợt này đối với một va chạm gần cổ vợt. Đỉnh lớn duy nhất ở đầu mỗi dạng sóng là do gia tốc đột ngột của cán vợt khi bóng đập vào dây. Điều đó không thể tránh khỏi, và do đó nó xảy ra ở tất cả các cây vợt. Nó dẫn đến chấn động (shock) nhưng không gây rung động ở cây vợt 202 Hz (hoặc ở bất kỳ cây vợt nào khác rung ở mức 200 Hz trở lên). Với các cây vợt khác, các hiệu ứng xoay và rung hòa trộn với nhau ngay từ đầu của va chạm, làm tăng gia tốc tổng thể của cán vợt và chấn động mà bàn tay cảm nhận được.

  • Figure 1.22: Khung vợt rất cứng 202 Hz.

  • Trục đồ thị: Rung động cán vợt (Handle vibrations) theo thời gian t (ms). Các vị trí va chạm: Đầu vợt (Tip), Giữa (Middle), Cổ vợt (Throat).
  • Figure 1.23: Góc nhìn tổng hợp so sánh các cây vợt (Summary view of racquets).

  • Chú thích đồ thị: Biên độ rung động (Vibration amplitude) theo Khoảng cách va chạm tính từ đầu vợt (Impact distance from tip – cm). Các đường biểu diễn cho vợt Gỗ 87 Hz, vợt 157 Hz và vợt 202 Hz. Các điểm đánh dấu: Đầu vợt (Tip), Điểm ngọt (Sweetspot), Cổ vợt (Throat).
RUNG ĐỘNG VỢT, ĐIỂM NGỌT VÀ CẢM GIÁC (RACQUET VIBRATIONS, SWEETSPOT, AND FEEL)

Một trong những niềm vui của tennis là đánh một quả bóng ở tốc độ cao với một cú vung vợt gần như không tốn sức. Nó không xảy ra trong mọi cú đánh, nhưng đôi khi cú đánh mang lại cảm giác hoàn hảo. Đó là sự vắng mặt của cảm giác hơn là cảm giác đập vào một thứ gì đó rắn chắc. Cảm giác đó nảy sinh từ việc không có các rung động của vợt khi bạn đánh bóng đúng vào giữa các dây. Nếu bạn đánh bóng ở bất kỳ nơi nào khác, cây vợt sẽ rung và cánh tay của bạn cũng vậy.

Một khung vợt linh hoạt uốn cong xa hơn một khung vợt cứng khi va chạm với bóng. Khi bóng rời dây, khung vợt bật trở lại hình dạng ban đầu một cách nhanh chóng, nhưng nó có thể đi quá đà và sau đó uốn cong theo hướng ngược lại. Khung vợt sau đó sẽ rung động, uốn cong qua lại nhanh chóng qua một khoảng cách lớn nếu khung vợt linh hoạt, nhưng chỉ một khoảng cách nhỏ nếu khung vợt cứng. Mức độ rung động cao ở một cây vợt linh hoạt làm tăng thêm tổng thể chấn động hoặc cảm giác chói tai trải qua trong quá trình va chạm.

Cả hai đầu của cây vợt đều rung mạnh, ngay cả khi cán vợt được cầm chắc trong tay. Bàn tay không đủ cứng để đóng vai trò như một chiếc kẹp cứng và buộc cây vợt phải uốn cong và rung như một tấm ván nhảy. Thay vào đó, cả hai đầu vợt rung đồng thời. Bàn tay và cẳng tay cũng lắc qua lại khi vợt rung theo cách này.

Lượng rung động phụ thuộc vào việc bóng được đánh mạnh như thế nào, cây vợt linh hoạt ra sao và bóng đập vào vị trí cách tâm mặt lưới bao xa. Khi một cây vợt rung động, hầu hết các rung động xảy ra ở đầu vợt, cổ vợt và đầu nắp chuôi của cán vợt. Có một điểm gần giữa các dây không rung chút nào. Nó thực ra không phải là một điểm, mà là một đường cong kéo dài từ giữa các dây đến các điểm ở khoảng vị trí 2 giờ và 10 giờ (Hình 1.24). Điểm mà hầu hết mọi người nói đến là giao điểm của đường cong này với trục dọc của cây vợt. Nếu bóng đập vào điểm này (hoặc bất kỳ đâu dọc theo đường cong), thì cây vợt sẽ không rung chút nào, ngay cả ở đầu vợt hoặc đầu nắp chuôi. Điểm này do đó là một điểm ngọt, về mặt kỹ thuật được gọi là nút rung (vibration node). Bạn đánh càng xa điểm đó, vợt càng rung nhiều. Nếu bóng va chạm tại một điểm trên đường nút gần vị trí 2 giờ hoặc 10 giờ, thì khung vợt sẽ không rung, nhưng nó sẽ xoắn trong tay bạn. Do đó, điểm ngọt trên đường nút cong là điểm giao với trục dọc.

Một cây vợt rung bất cứ khi nào nó bị đập vào bất kỳ đâu trên khung hoặc trên dây, ngoại trừ khi nó bị đập vào điểm ngọt nút rung. Vợt cứng rung qua lại nhanh hơn vợt linh hoạt, ở cao độ âm thanh lớn hơn. Đối với dây cũng vậy. Việc tăng độ căng dây làm cho chúng cứng hơn và chúng rung nhanh hơn. Thật dễ dàng để nghe thấy sự khác biệt giữa dây căng và dây chùng chỉ bằng cách gõ chúng với một cây vợt khác hoặc bằng tay của bạn.

Figure 1.24: Đường nút (Node line). Một va chạm tại bất kỳ đâu trên đường này sẽ không dẫn đến rung động khung hoặc cán vợt, nhưng bản thân dây vợt vẫn sẽ rung. 

Chỉ có một điểm nhỏ duy nhất không có rung động và không có hiện tượng xoắn vợt, được gọi là “điểm ngọt nút” (node sweetspot) hoặc “điểm ngọt không rung”. Các điểm lân cận cũng mang lại cảm giác tốt.

Các thành phần

  • Trục dọc (Long axis)
  • Đường nút (Node Line)
  • Điểm ngọt nút (Node Sweetspot).
GIẢM CHẤN RUNG ĐỘNG (VIBRATION DAMPENING)

Nếu bạn chạm vào khung vợt, bạn sẽ làm nó ngừng rung gần như ngay lập tức, giống như cách bạn có thể làm một dây đàn guitar ngừng rung bằng cách chạm vào nó. Bàn tay là bộ giảm chấn rung động khung vợt tốt nhất từng được phát minh. Các nhà sản xuất thường kết hợp các hệ thống giảm chấn rung động khác trong cây vợt của họ. Điều này giúp ích một chút và một lớp quấn cán mềm cũng vậy. Nhưng phương pháp hiệu quả nhất là sử dụng một khung vợt cứng ngay từ đầu.

Một ống kim loại dài sẽ rung rất hay nếu nó được buộc vào một đoạn dây, giống như chuông gió, và được gõ bằng một vật kim loại khác. Nó sẽ không rung nhiều hoặc lâu như vậy nếu bạn cắm một nút bần hoặc nút cao su vào một đầu. Đó là lý do tại sao vật liệu giảm chấn rung động thường được chèn vào cán vợt. Một ống kim loại dài sẽ không rung nếu bạn đập nó bằng một quả bóng tennis vì chính quả bóng làm giảm chấn các rung động. Điều tương tự cũng xảy ra với một cây vợt tennis. Thực tế, nếu quả bóng nằm trên dây trong một phần hai trăm giây (5 ms), và nếu khung vợt rung khoảng 200 lần/giây, thì chính quả bóng sẽ làm dừng gần như toàn bộ các rung động. Hiệu ứng giảm chấn của bóng trở nên yếu hơn nếu khung vợt rung chậm hơn 200 Hz, như hầu hết các khung vợt hiện nay.

Nếu một quả bóng golf được thả lên dây của một cây vợt rất cứng (200+ Hz) ở vùng cổ vợt, thì khung vợt sẽ rung giống như bất kỳ cây vợt nào khác (không nhiều bằng, nhưng có rung). Sự khác biệt giữa bóng golf và bóng tennis là bóng golf nhẹ hơn và cứng hơn. Kết quả là, bóng golf bật khỏi dây sớm hơn bóng tennis. Hơn nữa, nó bật khỏi dây trước khi nó có bất kỳ tác động đáng kể nào đến việc giảm chấn các rung động. Một quả bóng tennis nằm trên dây đủ lâu để đóng vai trò như một bộ giảm chấn rung động. Bóng nằm trên dây càng lâu thì nó càng giảm chấn các rung động khung mạnh mẽ.

Chìa khóa là để quả bóng nằm trên dây lâu hơn thời gian cây vợt rung qua lại một lần. Một cây vợt có tần số uốn 100 Hz có sóng uốn mất 10 ms cho một vòng khứ hồi, hoặc 5 ms từ đầu này sang đầu kia. Nếu bóng bật khỏi dây trong 5 ms, nó không cản trở sóng, vì vậy sóng tiếp tục lan truyền lên xuống cây vợt, và cây vợt tiếp tục rung. Nhưng chỉ mất 2,5 ms cho một chuyến hành trình một chiều khi vợt rung ở tần số 200 Hz, và quả bóng tennis thực sự gây cản trở. Nó giảm chấn các rung động một cách mạnh mẽ. Một quả bóng golf nằm trên dây trong thời gian ngắn hơn và không giảm chấn rung động mạnh.

Tuy nhiên, hiệu ứng giảm chấn phụ thuộc vào vị trí bóng va chạm trên dây và độ căng dây. Va chạm giữa bóng và vợt kéo dài khoảng 5 ms—lâu hơn ở độ căng dây thấp và ngắn hơn ở độ căng cao—và nó tăng lên khi điểm va chạm di chuyển từ đầu vợt đến cổ vợt. Thời gian va chạm ở đầu vợt ngắn hơn thời gian va chạm ở cổ vợt. Trên thực tế, đầu vợt nhẹ hơn cổ vợt vì đầu vợt gia tốc ra xa bóng nhanh hơn cổ vợt do tốc độ xoay của vợt lớn hơn khi va chạm tại đầu vợt. Kết quả là, bóng nằm trên dây trong thời gian ngắn hơn và hiệu ứng giảm chấn yếu hơn. Đó là lý do tại sao, trong Hình 1.22, các rung động được tạo ra đối với va chạm gần đầu vợt nhưng không có đối với va chạm ở vùng cổ vợt.

Dây vợt rung với âm thanh “ping” có thể được giảm bớt hoặc gần như loại bỏ bằng một bộ giảm chấn dây (nút giảm chấn). Tuy nhiên, một bộ giảm chấn dây không có tác dụng đối với các rung động của chính khung vợt. Rung động được cảm nhận bởi bàn tay và cánh tay là kết quả của việc cán vợt rung qua lại nhanh chóng. Phần còn lại của cây vợt cũng rung, nhưng bạn sẽ không thấy nó rung. Bạn chỉ cảm nhận được nó.

CHẤN ĐỘNG VÀ TÂM VA CHẠM (SHOCK AND THE CENTER OF PERCUSSION)

Khi một cây vợt đập vào bóng, cây vợt tác dụng một lực lên bóng, và bóng tác dụng một lực bằng và ngược chiều lên cây vợt. Hiệu ứng thứ nhất là hiển nhiên vì quả bóng bay vút qua lưới. Hiệu ứng thứ hai không quá rõ ràng vì cây vợt bình thường không bay ra khỏi tay bạn. Nó sẽ bay ra nếu bạn không cầm đủ chắc, điều này cho thấy bóng thực sự đẩy rất mạnh vào dây. Cú đẩy của bóng chỉ kéo dài trong một thời gian rất ngắn, nhưng nó có thể là một cú đẩy rất lớn. Nó có thể lên tới 200 pound. Những gì bạn cảm thấy không phải là bóng đẩy vào dây, mà là cán vợt đẩy vào tay hoặc các ngón tay của bạn. Kết quả là bàn tay bạn xoay ngược về phía sau quanh một trục đi qua cổ tay, và một chấn động (shock) được truyền đến cánh tay bạn.

Cổ tay không gập ngược lại quá xa vì lực chỉ tác dụng trong chưa đầy một phần trăm giây. Mất khoảng 50 ms (0,05 giây) sau va chạm để bàn tay bạn ngừng xoay ngược về phía sau (xấp xỉ cùng thời gian để vợt ngừng rung). Lực va chạm giữa vợt và tay ít hơn lực giữa bóng và dây vì bàn tay đệm cho va chạm trong thời gian dài hơn. Hiệu ứng này giống như việc bắt một quả bóng chày bằng tay trần. Bạn có thể giảm bớt chấn động bằng cách cho phép tay di chuyển ngược về phía sau khi bắt bóng. Bằng cách đó, bạn có thể dừng quả bóng bằng cách tác dụng một lực nhỏ hơn trong thời gian dài hơn. Nếu bạn không di chuyển tay về phía sau, bóng sẽ đập vào tay bạn với một lực lớn hơn, và chấn động sẽ lớn hơn, mặc dù tay bạn hấp thụ chính xác cùng một động lượng trong cả hai trường hợp.

Điều tương tự cũng xảy ra với cây vợt và bàn tay. Cây vợt được đưa vào chuyển động bởi một lực lớn tác động trong thời gian ngắn giữa bóng và vợt. Bàn tay dừng chuyển động đó, nhưng nó phải làm như vậy với một tổ hợp lực và thời gian bằng chính xác tổ hợp lực và thời gian đã đưa cây vợt vào chuyển động. Vì vậy, nếu lực ở bàn tay ít hơn, thì nó phải tác động trong thời gian dài hơn để đưa cây vợt về trạng thái nghỉ.

Vợt nặng, hoặc vợt có trọng lượng vung (swingweight) lớn, sẽ kháng lại chuyển động xoay gây ra chấn động tốt hơn vợt nhẹ. Vợt được căng dây ở độ căng cao cũng sẽ xoay ít hơn khi va chạm, mặc dù lực va chạm lớn hơn do độ căng cao hơn, bởi vì thời gian dừng (dwell time) trên dây ngắn hơn. Đánh bóng vào khoảng giữa trung tâm mặt dây và vùng cổ vợt cũng sẽ giảm thiểu chấn động. Lực chấn động được tối đa hóa (cũng như rung động) nếu bạn đánh bóng gần đầu vợt.

Về lý thuyết, có một điểm va chạm gần trung tâm của mặt lưới dây không tạo ra chấn động nào cả. Điểm đó được gọi là tâm va chạm (center of percussion – COP) và thường được gọi là “điểm ngọt không chấn động”. Nếu bạn đánh bóng tại COP, sẽ có một điểm dưới bàn tay bạn nơi chuyển động về phía trước của cán vợt do sự xoay của vợt sẽ được cân bằng chính xác bởi chuyển động ngược về phía sau của toàn bộ cây vợt. Cây vợt khi đó sẽ xoay quanh điểm đó, và khi đó sẽ không có chuyển động của cán vợt tại vị trí đó và do đó không có chấn động. Điều này được thể hiện trong Hình 1.25 nơi cây vợt được treo từ cán bởi một đoạn dây dài và ai đó ném một quả bóng lên dây. Nếu bóng đập vào gần đầu vợt, bóng sẽ bật khỏi dây, đầu vợt sẽ di chuyển đột ngột ra xa bóng, và cán vợt sẽ di chuyển đột ngột về phía quả bóng. Nếu bóng đập vào COP, đầu nắp chuôi của cán vợt không di chuyển.

Figure 1.25: Loạt ảnh cắt từ phim video cho thấy vị trí của Tâm va chạm (COP). Một cây vợt được treo bằng cán bằng một đoạn dây dài, và một quả bóng được ném bằng tay ở tốc độ thấp để va chạm vào đầu vợt, cổ vợt hoặc COP trên dây. Đường đứt nét màu trắng là vị trí bắt đầu của dây và vợt.

  • Va chạm tại đầu vợt (Impact at the tip): Cán vợt vung sang bên phải. Bóng nảy ở tốc độ thấp và rơi thẳng xuống. Đầu vợt di chuyển nhanh ra xa bóng với tốc độ xấp xỉ tốc độ bóng tới.

  • Va chạm tại cổ vợt (Impact at throat): Cán vợt vung sang bên trái. Bóng nảy tốt nhất tại đây. Đầu vợt di chuyển chậm ra xa bóng.

  • Va chạm tại COP (Impact at COP): COP của cây vợt này nằm gần cổ vợt hơn là giữa mặt dây. Vợt xoay, nhưng dây treo và đầu nắp chuôi của cán vợt không di chuyển. Bóng nảy ở tốc độ thấp hơn một chút so với khi nảy ở cổ vợt.

Điều tương tự cũng xảy ra khi bạn cầm vào cán vợt, nhưng trọng lượng của bàn tay và cánh tay bạn ngăn cán vợt di chuyển quá xa. Bàn tay và cánh tay bạn sẽ bị giật theo cùng hướng mà cán vợt muốn di chuyển, nghĩa là có một lực chấn động xung đột đột ngột tác động lên cánh tay bạn. Tuy nhiên, trọng lượng bổ sung khoảng 500 gram do bàn tay làm dịch chuyển COP ra khỏi vùng dây vào vùng cán vợt. COP do đó không quan trọng đối với cảm giác vợt như suy nghĩ trước đây. Vị trí gọi là không chấn động chỉ phát huy tác dụng nếu bạn không cầm vào cây vợt. Nếu bạn cầm vào cán vợt, thì không có điểm va chạm nào trên dây mà bạn có thể tránh được chuyển động đột ngột của cán vợt. Tất cả những gì bạn có thể làm là giảm thiểu chấn động bằng cách đánh bóng vào vùng cổ vợt (xem Hình 1.26).

Lực tác động lên bàn tay và cánh tay có thể rất đáng kể. Khi một người chơi đánh bóng thực sự mạnh, lực tác động lên bóng đủ để ép nó xuống dưới một nửa đường kính ban đầu của nó. Bạn có thể hình dung về lực này bằng cách đứng lên một quả bóng tennis. Lực vào khoảng 200 pound. Lực đó chỉ tác động trong 0,005 giây, đủ lâu để gia tốc quả bóng 57 gram lên khoảng 100 mph (44,7 m/s). Lực tác động lên dây cũng khoảng 200 pound, khiến cây vợt bị giật lùi. Điều này dẫn đến một lực chấn động khoảng 100 pound truyền đến cánh tay người chơi trong khoảng thời gian 50 ms khi người chơi dừng sự xoay của cây vợt (Hình 1.26).

Figure 1.26: Bất kể điểm va chạm trên dây là ở đâu, cây vợt đều xoay quanh một trục đi qua bàn tay hoặc cổ tay, bàn tay xoay ngược về phía sau quanh một trục đi qua cổ tay, và cẳng tay bị giật về phía trước. Lực chấn động lên cánh tay lớn nhất khi va chạm gần đầu vợt vì mô-men xoắn lên vợt là lớn nhất tại đó. 

Đây là góc nhìn của một con côn trùng đang ngồi trên tay người chơi hoặc cán vợt. Người chơi thấy vợt chuyển động về phía trước, nhưng con côn trùng thấy tay và vợt chuyển động ngược về phía sau khi va chạm.

Các thông số:

  • Lực 200 pound lên dây (200 pound force on strings)
  • Lực 100 pound lên tay (100 pound force on hand). 
  • Trục xoay (Rotation axis)
  • Vị trí bắt đầu (Starting position)
  • Vị trí kết thúc (End position).

Làm thế nào bạn có thể giảm lực lên cánh tay? Cách đơn giản nhất là không đánh bóng quá mạnh. Đánh bóng ở vùng cổ vợt, thay vì gần đầu vợt, cũng sẽ giảm lực. Nhưng hầu hết người chơi thích đánh bóng ở giữa các dây hoặc gần đầu vợt. Trong trường hợp đó, có năm điều bạn có thể làm để giảm lực lên cánh tay, thực hiện từng cái một hoặc tốt hơn là tất cả cùng lúc. Đó là:

  • Sử dụng một cây vợt nặng hơn
  • Sử dụng một cây vợt nặng đầu
  • Sử dụng một cây vợt linh hoạt (mềm) hơn
  • Hạ thấp độ căng dây
  • Sử dụng một lớp quấn cán mềm hơn, dày hơn

Bằng cách thực hiện tất cả những điều này, bạn có thể giảm một nửa lực lên cánh tay mà không ảnh hưởng đến tốc độ của bóng rời khỏi dây. Hầu hết người chơi ngày nay thích những cây vợt nhẹ, nhẹ đầu, cứng, sử dụng dây ở độ căng cao và vung vợt nhanh nhất có thể. Nó có lẽ giải thích tại sao nhiều người chơi bị viêm khuỷu tay (tennis elbow) và các vấn đề về cánh tay khác hiện nay so với thời đại vợt gỗ cũ. Thật may mắn cho các vận động viên chuyên nghiệp là họ thích những cây vợt nặng, nặng đầu và linh hoạt. Điều đó sẽ bù đắp một phần cho thực tế là họ thường thích dây ở độ căng cao.

“Cảm giác” của một cú đánh là kết quả của hiệu ứng kết hợp giữa lực chấn động lên cánh tay cộng với các rung động của khung vợt. Nhiều khả năng các chấn thương cánh tay là do chấn động gây ra, vì lực chấn động lớn hơn lực rung động, nhưng có khả năng viêm khuỷu tay tennis là do sự kết hợp của chấn động và rung động vì lực “rùng mình” qua lại của rung động trên cánh tay có thể phóng đại hiệu ứng của một lực chấn động vốn chỉ tác động theo một hướng.

Mặc dù lực chấn động lớn hơn nhiều so với rung động, bàn tay và cánh tay dường như nhạy cảm hơn với các rung động, có thể vì các rung động tồn tại trong thời gian dài hơn. Do đó, điểm trên cây vợt mang lại cảm giác tốt nhất là điểm nút (node point) gần giữa mặt dây nơi các rung động không thể được tạo ra, chứ không phải điểm gọi là điểm ngọt không chấn động tại tâm va chạm, vốn đã được chứng minh là ít có ý nghĩa hơn so với suy nghĩ trước đây.

Hộp Match Point 1.5: Sự khác biệt giữa Chấn động và Rung động (The Difference between Shock and Vibration)

Rất khó để phân biệt sự khác biệt giữa chấn động và rung động khi đánh một quả bóng tennis bằng một cây vợt tennis hiện đại. Một cách tốt hơn để nhận thấy sự khác biệt là thả một quả bóng golf hoặc bóng chày lên một miếng gỗ có độ dài xấp xỉ một cây vợt. Một chiếc cán chổi cũng có tác dụng tương tự, nhưng một miếng gỗ phẳng sẽ tốt hơn vì bóng sẽ nảy lên thay vì trượt khỏi cạnh. Khi đó, cả chấn động và rung động đều lớn hơn nhiều và dễ nhận biết hơn. Bạn sẽ có thể tìm thấy một điểm ngọt cách đầu mút khoảng 6 inch (tức là khoảng 1/4 chiều dài miếng gỗ) mang lại cảm giác tốt vì tại đó hoàn toàn không có rung động. Bất kỳ vị trí va chạm nào khác đều sẽ có xu hướng làm tê tay và gây chấn động cho cánh tay. Chuyển động đột ngột của cánh tay và cổ tay là do lực chấn động gây ra. Sự rung động nhanh của cán vợt và cánh tay là một hiệu ứng riêng biệt hoặc bổ sung mà bạn có thể cảm nhận được bằng cách làm cho nó biến mất khi bạn đánh trúng điểm ngọt.

TÙY CHỈNH MỘT CÂY VỢT (CUSTOMIZING A RACQUET)

Nếu cây vợt của bạn mang lại cảm giác không hoàn toàn đúng, thì bạn có thể quyết định rằng đã đến lúc mua một cây vợt mới. Một lựa chọn rẻ hơn có thể hiệu quả là yêu cầu tùy chỉnh cây vợt cũ của bạn, bởi một kỹ thuật viên vợt hoặc tự bạn thực hiện. Có một số cách để thay đổi cảm giác của một cây vợt. Ngoài việc thay dây mới hoặc loại dây khác hoặc độ căng dây khác, bạn cũng có thể thay đổi lớp quấn cán hoặc thêm trọng lượng vào cán, đầu vợt hoặc vào một số điểm khác trên khung. Tuy nhiên, trước khi làm điều đó, bạn nên kiểm tra kỹ khung vợt. Khung có thể có một vết nứt nhỏ, trong trường hợp đó đã đến lúc mua vợt mới. Đôi khi vấn đề có thể là các gen (grommets) giữ dây quá sắc và đang cắt đứt dây, làm giảm độ căng của chúng. Trong trường hợp đó, tất cả những gì bạn cần làm là thay thế các gen dây.

Các vận động viên chuyên nghiệp thường tùy chỉnh vợt của họ để mỗi cây mang lại cảm giác như nhau. Điểm mấu chốt ở đây là ngay cả khi bạn mua hai cây vợt về danh nghĩa là giống hệt nhau, chúng thường sẽ khác nhau một chút. Một cây có thể nặng 320 gram với điểm cân bằng ở mức 340 mm, và cây kia có thể là 325 gram với điểm cân bằng ở mức 345 mm. Một kỹ thuật viên vợt sẽ có thể thêm khối lượng vào chỗ này chỗ kia để làm cho mỗi cây vợt này (hoặc tất cả 6 cây nếu bạn là dân chuyên nghiệp) gần như giống hệt nhau. Đôi khi cần một chút thử nghiệm sai số. Việc thêm các dải băng chì dính nhỏ trước khi căng lại dây là rất dễ dàng để chúng được giấu đi dưới dải bảo vệ (bumper strip) hoặc dưới lớp quấn cán.

Việc thêm trọng lượng vào đầu vợt làm cho vợt khó vung hơn, nhưng nó thêm sức mạnh cho đầu vợt nên dù sao bạn cũng không cần vung vợt quá nhanh. Nếu vấn đề của bạn là bạn đánh bóng quá sớm, thì việc thêm trọng lượng ở đầu vợt có thể giúp khắc phục vấn đề bằng cách làm chậm đầu vợt lại. Nếu bạn có xu hướng đánh bóng quá muộn thì một giải pháp (ngoài việc mua một cây vợt nhẹ hơn vung nhanh hơn) là lấy bớt trọng lượng ở đầu vợt hoặc thêm trọng lượng vào cán vợt. Bằng cách đó, cẳng tay của bạn sẽ chậm lại một chút và cho đầu vợt cơ hội để bắt kịp. Thêm trọng lượng vào cán vợt chỉ đơn giản là làm chậm đầu cán vợt so với đầu vợt. Để đánh bóng đúng cách, cả đầu cán và đầu vợt đều cần ở đúng vị trí khi bạn tiếp xúc bóng. Điều đó có thể đòi hỏi sự thay đổi trong phong cách vung vợt hoặc thời điểm (timing) hoặc có thể khắc phục vấn đề chỉ bằng cách thêm trọng lượng vào cây vợt.

Có một vị trí thứ ba mà trọng lượng bổ sung có thể mang lại lợi ích. Đó là, tại các vị trí 3 giờ và 9 giờ trên khung (với đầu vợt là 12 giờ). Lợi thế của việc thêm trọng lượng bổ sung tại các vị trí này là nó nằm xa trục dọc nhất và do đó nó làm tăng trọng lượng xoắn (twistweight) của cây vợt (xem phần “Twistweight”).

Hộp Match Point 1.6: Tùy chỉnh Trọng lượng, Cân bằng và Trọng lượng vung (Customizing Weight, Balance, and Swingweight)

Quy tắc chung là 5 gram băng chì được thêm vào đầu vợt hoặc cuối nắp chuôi sẽ làm dịch chuyển điểm cân bằng khoảng 5 mm, và 10 gram sẽ làm dịch chuyển khoảng 10 mm. Nếu bạn thêm 10 gram vào một bên của điểm cân bằng và 10 gram vào một khoảng cách tương đương ở bên kia, thì điểm cân bằng sẽ không dịch chuyển chút nào. Kỹ thuật sau cho phép bạn tăng trọng lượng và trọng lượng vung mà không làm dịch chuyển điểm cân bằng.

Hãy xem xét một cây vợt có khối lượng M(gm) với điểm cân bằng ở khoảng cách B(mm) tính từ điểm cuối nắp chuôi. Giả sử bạn thêm m(gm) ở khoảng cách D(mm) tính từ điểm cuối nắp chuôi. Điểm cân bằng mới sẽ dịch chuyển về phía khối lượng bổ sung một đoạn x được cho bởi: x = m(D – B) / (M + m).

Ví dụ, nếu M = 320, m = 10, B = 350 và D = 690 thì

x = 10(690 – 350) / (320 + 10)

x = 10 x 340/330 = 10,3.

Điểm cân bằng mới do đó dịch chuyển 10,3 mm về phía đầu vợt. Nếu bạn đặt thêm 10 gm tại D = 20mm, thì x = 10(20 – 350) / 330 = -10,0mm nghĩa là điểm cân bằng mới dịch chuyển 10,0 mm về phía cán vợt.

Thay đổi Trọng lượng vung (Changing the Swingweight)

Cách duy nhất để giảm trọng lượng vung của một cây vợt là giảm khối lượng của nó. Điều đó thường không khả thi trừ khi cây vợt trước đó đã được tùy chỉnh bằng cách dán băng chì. Nếu bạn thêm $m$ gram tại một điểm cách đầu nắp chuôi $D$ mm, thì mức tăng trọng lượng vung được tính theo công thức:$m \times (D – 100) \times (D – 100) / 100.000$ tính theo đơn vị $kg \cdot cm^2$ thông thường.

Ví dụ, nếu m = 10gm và D = 690mm, thì mức tăng là:

10 x 590 x 590/100.000 = 34,8kg.cm^2.

Nếu bạn thêm 10gm tại D = 100mm, sẽ không có sự gia tăng trọng lượng vung nào cả. Nghĩa là, không tăng đối với một trục vung cách đầu nắp chuôi 100 mm nơi trọng lượng vung thường được đo. Nhưng người chơi vung vợt quanh một trục gần cổ tay hoặc khuỷu tay của họ (tùy thuộc vào cú đánh cụ thể) nên sẽ có một sự gia tăng đáng kể về trọng lượng vung theo cảm nhận của người chơi.