Мячи: потенциал опасности
Помимо механик игр, как они устроены, меня внезапно заинтересовали также снаряды и мячи. Услышав однажды о последствиях попадания бейсбольного мяча по телу, мне захотелось узнать: а на что способны мячи в других видах спорта?
Сколько бы я ни искал, внятного ответа – пусть и неполного – на этот вопрос не давала ни одна статья. Что точно можно узнать, но тоже не всегда, – это статистику травм в разных видах спорта. Но их причины часто связаны с движениями и падениями, так что статистика тут не подходит.
Пришлось провести собственный анализ. За основу я взял объективные параметры снарядов, добавил к ним несколько формул, а потом несколько раз прогнал таблицу через ChatGPT и DeepSeek.
Сначала они не понимали, что я от них хочу, но после ряда комментариев и наводящих вопросов ИИ уловил суть и помог довести основные значения и предположения к готовому виду.
Я искал ответ на простой вопрос: если игровой снаряд с высокой скоростью ударит в голову спортсмена, какой урон он нанесёт ей и насколько это может быть опасно? Безотносительно других последствий.
На практике такое случается довольно редко, а в некоторых видах спорта – исключительно редко или даже не случается. А если и да, то спортсмена чаще всего спасает шлем. Но мне интересна теория, поэтому и занялся этим всем. Хотя в выводах я прокомментирую и теорию, и практику.
Перейдем к таблице. Поясню все значения.
Масса и Диаметр. Стандартные, по справочникам. Для хоккея – высота ребра.
Скорость. Нашел рекордные по скорости полеты мячей и шайбы, отнял от них примерно 10%. Считаю, что опытные любители и профи частенько могут выдавать такой результат.
Импульс. Стандартный, по формуле: массу умножаем на скорость.
Дельта времени в миллисекундах. Это время контакта мяча с телом: чем быстрее это происходит, тем сильнее давление. ИИ предлагал разные варианты, я выбрал почти минимальные.
Площадь удара. Предположительно самая меньшая площадь соприкосновения с телом: зависит от жесткости мяча и его способности к деформации. Тут тоже были разные варианты, я взял почти крайние.
Давление, Н на кв.см. Это итоговый показатель по формуле Н=p/(Δt*S). Собственно, найти это значение и было моей целью, чтобы сравнить с данными по возможностям удара привести к сотрясению (100-500 Н/кв.см) или перелому (500+ Н/кв.см) самых прочных костей черепа.
Кинетическая энергия всего / на кв.см. Добавил этот показатель, чтобы дополнить картинку по общей травмоопасности. На примере футбола это наглядней всего.
Цветовые шкалы от зеленого к красному указывают на опасность тех или иных значений. В первых пяти колонках я убрал красный, потому что значения массы, диаметра, скорости, импульса и дельты времени сами по себе не говорят об опасности, важнее их сочетание.
Выводы с контекстом. Иду по таблице сверху вниз.
Волейбол. Относительно лёгкий мяч, чья способность нанести локальный урон самая меньшая из таблицы. Теоретически он представляет мини-угрозу, поскольку во время игры часто удары наносятся на небольшом расстоянии от соперника под сеткой, так что мяч проносится возле головы на высокой скорости. На практике внимательный спортсмен почти не получает таких «приветов».
Баскетбол. Локально давление одно из самых низких. Бросая мяч в корзину, игроки почти никогда не прикладывают максимум усилий. Но во время передач это происходит частенько, здесь и кроется потенциал для попаданий в голову, а с учётом «заносимой» энергии понятно, откуда берутся сотрясения мозга.
Футбол. Здесь почти то же, но с поправкой на то, что вместо пасов основную угрозу представляют именно удары. Впрочем, они далеко не всегда совершаются прямо вблизи соперников, но если да – риск получить сотрясение достаточно высок. От наивысшего показателя КЕ – большой привет.
Лапта. Напомню, играется теннисным мячом. Но подача не бейсбольная, а мяч подаёт товарищ по команде, который стоит в двух-трёх шагах от бьющего. В теории мяч можно отбить прямо в товарища, но на практике «смазанный» удар получается слабым. В целом мяч здесь практически безопасен, но зевать всё равно не стоит.
Теннис. После сильнейшего удара такой мяч способен привести к сотрясению или другим неприятным травмам. Но на практике удары не происходят в упор: игроки бьют вдаль, скорость мяча падает, всегда есть возможность увернуться. Если кому и нужно быть осторожным, то это судье и зрителям.
Лакросс. Пришла очередь средних показателей, во всех смыслах. В лакроссе бывают сильные броски и мячи часто пролетают возле соперников, но чаще в приоритете именно точность. Если бы все играли без шлемов, то существовал бы заметный риск травмоопасности. Но на практике все играют в шлемах и защитной экипировке, так что спортсмены в относительной безопасности. А вот зрителям здесь точно нужно быть начеку: резиновый мяч легко улетает на трибуны.
Хоккей на траве. Здесь мы впервые пересекаем отметку в 500 H/кв.см. Мяч опасен, но механика игры несколько сглаживает уровень опасности. Мяч в основном катается по земле, нечасто его «заряжают» в высоту, так что тревожные ситуации тоже нечастые. На практике вратари защищены шлемами и экипировкой, а спортсмены всегда начеку и следят за ударами.
Бейсбол. По уровню возможной силы удара мячом – это не рекордсмен, но по уровню теоретической и практической опасности – это самый опасный вид игры. Даже броски питчеров приводили к летальным последствиям, что уж говорить о полете мяча после удара битой. Но если спортсмены в шлемах и внимательны, в целом им ничего не грозит, хотя риск высок всегда. Зрители же регулярно получают серьезные травмы, потому что траектория отбитого мяча абсолютно непредсказуема.
Хоккей с шайбой. Возможная сила попадания шайбой – в разы выше силы от бейсбольного мяча. Но есть факторы, которые снижают риск этого события: броски чаще всего нацелены на точность, нечасто шайба оказывается на уровне головы соперника в непосредственной близости от клюшки. Шлемы нивелируют угрозу, а защитные экраны обеспечивают безопасность зрителей.
Гольф. Самый маленький мяч, способный набрать самую высокую скорость. Эти два фактора делают его опасным, но «подходящее» стечение обстоятельств крайне редко. Игроки бьют вдаль – и улетевший мяч теряет свою скорость и силу. Но если рядом с местом удара находятся болельщики, то возможны серьезные инциденты.
Петанк. Да, именно этот железный шар просит звание «800 грамм смерти». Но игроки никогда не бросают мяч во всю силу. Они совершают прицельные броски по другим шарам, и происходит это на свободной от соперников и зрителей площадке.
Кстати, обратите внимание, как по-разному работают формулы для больших и малых мячей. Несмотря на слабое локальное давление в волейболе, баскетболе и футболе, количество КЕ у них самое высокое. Большие мячи способны «сокрушать», но «пробивают» лишь малые.
Напоминание
Если хотите узнать больше про реальные травмы, поищите официальные отчеты от министерств или федераций. Увы, не по каждому виду спорта и не в каждой стране собирается такая статистика, но она самая наглядная и позволяет понять, какие случаи и как часто происходят в реальной жизни.
Рассмотренный сценарий касается только одного из аспектов травмоопасности, и он предполагает достаточно экстремальные обстоятельства. Очевидно, что на практике они случаются с разной степенью вероятности, это уже зависит от конкретных механик и правил. Думаю, таблицу можно довести до идеала, убрав из нее допущения, но нужны дополнительные формулы. И еще провести эксперименты с манекенами.
При этом существуют и другие виды травм, так что бдительность нужно сохранять во время любой игры. Более того, я бы советовал сохранять осторожность и на тренировках, потому что на них в моменте один может расслабиться и отвлечься, когда другой выложится на максимум во время удара или броска.
Берегите себя, своих товарищей и зрителей!
