La física i el meu hoquei
-
Upload
crp-del-tarragones -
Category
Entertainment & Humor
-
view
141 -
download
1
description
Transcript of La física i el meu hoquei
LA FÍSICA I EL MEU HOQUEI
INS RAMON BARBAT I MIRACLE
AUTOR : JORDI MORALES VIDAL
CURS 2013-2014
GRUP 2N BAT B
TUTORA : ROSA M FLORIT SALSENCH
Índex
• Experiències prèvies.
• Estudi de caiguda lliure.
• Anàlisi de l’hoquei des del punt de vista de la física.
EXPERIÈNCIES PRÈVIES
•Presa de contacte amb el Multilab•Estudi de caiguda lliure de la pilota de
tennis
Presa de contacte amb el Multilab
• Simulació d’un xut.
• Problemes per detectar la pilota.
• Gravació a càmera lenta.
• Anàlisi de la simulació d’un xut.
HD-50i y = -2,0894 t2 + 0,1062 t + 2,1562
HD-50p y = -2,0333 t2 - 0,1433 t + 2,1104
Càmera lenta y = -0,1208 t2 - 0,0213 t + 2,1239
Caiguda lliure d’una pilota de tennis
• Cerca de les relacions
entres els modes de
gravació i el Multilab.
• Coneixent els fps dels
modes HD-50i i HD-50P i
l’acceleració de la gravetat.
• Obtenció de les gràfiques
posició-temps.
• Els resultats no van ser els
esperats.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
y(m) HD50i
Polynomial (y(m) HD50i)
y(m) 50P
Polynomial ( y(m) 50P)
y (m) CL
Polynomial ( y (m) CL)
Temps (s)
y (m
)
Derivant les equacions de moviment obtenim els valors de l’acceleració
Tipus de filmació Equació de moviment Acceleració (m/s2)
HD-50i y = -1,8 t2 - 0,3 t + 0,1
HD-50P y = -1,9 t2 - 0,7 t
CL y = -0,1 t2 - 0,1 t
ESTUDI CAIGUDA LLIURE
• Mètode tradicional
• Anàlisi amb el Multilab
• Influència de la densitat en la caiguda lliure
• Cerca de l’origen dels resultats erronis de
l’experiència anterior.
• Estudi de caiguda lliure de 9 pilotes en els
tres modes de gravació diferents.
• Dos mètodes:
Mesura de temps amb un cronòmetre.
Anàlisi amb el Multilab.
Resultats amb cronòmetre• Càlcul de l’acceleració de caiguda a partir de:
• yf = yo+ vo · t+ a · t2
Pilota Futbol PlàsticPetita
plàsticBàsquet Hoquei Tennis Alumini Fusta Acer
Ping-
pong
Temps (s)
1,68 1,48 0,92 1,17 1,2 0,99 0,96 1,44 1,14
1,17 1,63 1,3 1,26 1,6 1,56 1,44 1,09 1,44 1,96
1,44 1,21 1,85 1,57 1,16 1,51 1,56 1,52 1,52 2,08
1,48 1,88* 1,49 1,42 1,65 1,51 1,51 1,52 1,82
1,51 1,64 1,6 1,56 1,48 1,57 1,54 1,54 1,31
1,84 1,7* 1,53 1,51 1,43 1,56 1,56 1,56 1,49 1,94
1,6 1,58* 1,34 1,43 1,56 1,17 1,39
1,47 1,51 1,49 1,73 1,52 1,44 1,31 1,44 1,3
1,17 1,53 1,52 1,68 1,28 0,99 1,39 1,58
Temps mitjà (s) 1,53 1,56 1,49 1,48 1,41 1,40 1,39 1,50 1,39 1,88
Acceleració (m/s^2) -8,04 -7,75 -8,50 -8,63 -9,41 -9,64 -9,69 -8,35 -9,80 -4,95
Error mesura més petita
(s)
0,36 0,35 0,57 0,31 0,21 0,41 0,43 0,41 0,25 0,13
Error mesura més gran(s)0,31 0,08 0,11 0,20 0,24 0,17 0,17 0,08 0,13 0,01
Error absolut (s) 0,36 0,29 0,54 0,3 0,23 0,41 0,42 0,35 0,25 0,13
Er % 23,53 18,61 36,28 20,31 16,26 29,34 30,14 23,31 18,04 6,67
Resultats amb Multilab• Pilota d’hoquei com exemple:
0 2 4 6 8 10 12
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
y(m) HD50i
Polynomial ( y(m) HD50i)
y(m) HD50P
Polynomial (y(m) HD50P)
y(m) CL
Polynomial ( y(m) CL)
Temps (s)
y (m
)
Tipus de filmació Equació de moviment Acceleració (m/s2)
HD-50i y = -1,8 t2 - 0,69 t - 0,1
HD-50P y = -1,7 t2 - 0,7 t - 0,1
CL y = -0,1 t2 + 0,4 t - 0,3
Relacions de temps
• Càlcul dels valors de temps teòrics.
y = yo+ vo · t + a · t2
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
y(m) HD50i
Polynomial ( y(m) HD50i)
y(m) HD50P
Polynomial (y(m) HD50P)
y(m) CL
Polynomial ( y(m) CL)
Temps (s)
y (m
)
Tipus de filmació Equació de moviment Acceleració (m/s2)
HD-50i y = -4,9 t2 + 9E-14 t - 7E-14
HD-50P y = -4,9 t2 + 1E-13 t - 4E-14
CL y = -4,9 t2 - 1E-13 t + 6E-14
Relacions de temps obtingudes
• Temps gravacions HD/ 1,6
• Temps gravacions CL = Temps gravacions HD
• Recerca per comprovar les relacions de temps.
• Experiència del rellotge.
• Aplicant les relacions de temps:
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
y(m) HD50i
Polynomial ( y(m) HD50i)
y(m) HD50P
Polynomial (y(m) HD50P)
y(m) CL
Polynomial ( y(m) CL)
Temps (s)
y(m
)
Tipus de filmació Equació de moviment Acceleració (m/s2)
HD-50i y = -4,6 t2 -1,1 t -0,1 -9,1
HD-50P y = -4,4 t2 - 1,2t - 0,1 -8,9
CL y = -4,4 t2 + 2,9t - 0,3 -8,8
INFLUÈNCIA DE LA DENSITAT DE LES PILOTES EN L’ACCELERACIÓ DE CAIGUDA
• Càlcul de la densitat de cada pilota.
• Massa
• Càlcul de la seva força de caiguda a partir de:
• Volum
Valors per les diferents pilotes
31.89 86.83 111.38 125.63 290.70 707.14 770.10 2665.04 8300.73
-9.90
-9.80
-9.70
-9.60
-9.50
-9.40
-9.30
-9.20
Densitat (Kg/ m3)
Acce
lera
ció (m
/s2)
ANÀLISI FÍSIC DE L’HOQUEI
•Física del xut•Física de l’arrossegament
•Anàlisi amb el Multilab•Sprint
La física del xut• Palanca de tercer grau.
• Forces que intervenen.
Ff
F
N
P F2
Ff2
F1Ff1
La física de l’arrossegament
• És la mateixa acció que el xut però en aquest cas però
pilota és empesa.
• Palanca de tercer grau,
FfF
N
P
Anàlisi amb el Multilab
Filmació des de darrere
Filmació des del costat
Velocitat de la pilota en el xut de pala
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
Posició z(m)
Linear (Posició z(m))
Posició x(m)
Linear (Posició x(m))
Posició y (m)
Polynomial (Posició y (m))
Temps (s)
(x,y
,z)(m
)
• Equacions de moviment:
x (t) = 14,2 t - 5,7
z (t) = -10,6 t + 3,4
y (t) = -5,7 t2 + 4,2 t + 0,1
• Efectuant la derivada primera trobem els components de la
velocitat:
• Coneixent els components de la velocitat:
• Tenint el vector velocitat:
• La velocitat de la pilota en tres instants de temps:
Energia que rep el porter en aturar la pilota
• Segons el teorema de la conservació de l’energia:
• Energia mecànica Energia de xoc
Energia dissipada
• Força de fregament amb l’aire, és una força no
conservativa.
• L’energia mecànica disminueix amb el pas del temps.
Impuls del stick a la pilota
• Coneixent la velocitat que porta la pilota abans de ser
impulsada i la que porta just després de ser impulsada.
• Aplicació del teorema del impuls mecànic.
• Vectorialment:
• En mòdul:
Valors dels diferents xuts i arrossegaments
Tipus de xut/arrossegament
Velocitat inicial (km/h)
Velocitat final(km/h)
Energia que rep el porter (J)
Energia dissipada (J)
Impuls (N·S)
Xut de pala 65,4 63,7 24,6 -0,3 2,4
Xut de cullera 60,3 58,2 20,9 -0,1 2,2Arrossegament de pala
54,8 52,9 17,5 -0,1 1,8
Arrossegament de cullera
42,4 40,7 10,6 0,05 1,4
Sprint
• En el interval B-C:
• Acceleració, desplaçament i frenada gràcies a la força
de fregament del terra sobre les rodes.
Conclusions
• No he pogut arribar al meu objectiu inicial.
• Estic satisfet dels resultats inèdits que he aconseguit.
• He adquirit nous coneixements i he aprofundit d’altres:
Mitjans audiovisuals
Programes d’ordinador
Física
• He pogut donar-li una visió diferent al meu esport.
GRÀCIES PER LA VOSTRA ATENCIÓ!