스포츠 기술과 엔지니어링이라는 역동적인 분야에서 엔지니어들은 장비에 저장되고 손실되는 에너지에 특별한 주의를 기울입니다. 팽창 가능한(및 고체) 공은 종종 공과 단단한 판 사이의 상호 작용을 설명하는 복원 계수에 의해 제어됩니다. 재료, 구조 및 팽창 압력을 신중하게 선택하여 적절한 동적 특성을 얻습니다. 공이 공장에서 출고된 후에도 재료와 구조는 상대적으로 일관되게 유지되지만 내부 압력은 권장 사항만 받는 선수의 재량에 달려 있습니다. 다양한 변형 수준에서 과압 및 과압과 에너지 손실 사이의 관계를 관찰하기 위한 연구가 수행되었습니다.

경량 압축판이 장착된 전기 역학 기계(Electro-Dynamic Machine)를 사용하여 공 전체를 압축했습니다. 연구 중에 다양한 유형의 공(축구, 배구, 풋솔, 네트볼, 배구, 리듬 체조)이 테스트되었으며 농구의 결과가 여기에 표시됩니다. 각 볼은 평균 초기 변위 수준을 중심으로 5mm 진폭의 일정한 주파수에서 주기적으로 압축되었으며 이후 5mm 증분씩 증가했습니다. 모션은 동적 테스트 소프트웨어 내의 디지털 인코더 제어로 규정되었습니다. 각 공은 세 가지 압력에서 테스트되었습니다.

'공칭' 압력은 공에 지정된 범위의 중간에 있었습니다.
저압력은 공칭보다 25% 낮았습니다.
과압 볼은 공칭 값보다 25% 더 높았습니다.
힘-변위 곡선은 각 초기 변위의 최종 사이클(20번째)에서 가져왔습니다. 수치적으로 통합된 로딩 및 언로딩 곡선 간의 차이는 각 압축 사이클에서 손실된 에너지를 나타냅니다. 제시된 그래프는 다양한 사이클에서 시스템에 도입된 에너지에 대한 손실된 에너지의 비율을 보여줍니다. 막대가 클수록 상대적 에너지 손실이 더 높다는 것을 나타냅니다.

녹색 막대로 표시되는 적절하게 팽창된 공은 테스트된 세 가지 가압 중 에너지 손실이 가장 적습니다. 덜 팽창된 볼의 더 높은 에너지 손실은 패널의 굽힘과 구형 평면 내 변형(후프 변형) 사이의 상호 작용에 기인할 수 있습니다. 높은 압력에서 볼은 기본적으로 사전 로드되어 있으며 패널은 더 높은 범위의 변형을 경험하며 탄성 영역을 벗어날 수도 있습니다. 초탄성 재료를 사용하면 더 높은 변형률에서 더 많은 에너지가 손실되는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 전체 공 동적 압축 테스트는 스포츠 공의 내부 압력의 역할에 대한 통찰력을 제공합니다. 이와 같은 빠른 연구는 전체 공의 행동을 정량화하고 추가 연구의 새로운 영역을 제안하는 데 도움이 됩니다.