Mesurant el pot de les pilotes de mà
2018/09/27 Ruiz Gutiérrez–Solana, Sara - Fisikan graduatuaFisika Aplikatuko Saila II, EHU | Ruiz-Larrea, Isabel - Irakaslea eta ikertzaileaFisika Aplikatuko Saila II, EHU Iturria: Elhuyar aldizkaria
Cada federació estableix en la seva normativa les proves que han de superar les pilotes. Aquestes proves són realitzades per pilotaris professionals que decideixen quines pilotes són útils. Per a facilitar el treball dels pilotaris i disposar d'informació objectiva sobre els pots de la pilota, seria beneficiós establir un mètode.
En aquest article es presenten els resultats d'una recerca realitzada en un treball de fi de grau. El treball s'ha presentat en la Facultat de Ciència i Tecnologia de la UPV/EHU i ha estat realitzat en col·laboració amb la Federació Bizkaina de Pilota Basca (FGV) [1,2]. Tots els experiments s'han realitzat en el frontó de Miribilla[4]; amb la col·laboració de pilotaris professionals, les pilotes han estat llançades sense cap efecte, com es fa en els test de validació. L'objectiu del treball ha estat realitzar un experiment per a diferenciar quantitativament 12 tipus de pilota rajo.
Pilotes utilitzades en pilota basca
En la pilota basca, i en concret a la mà, la pilota és l'element principal i les seves característiques són el diàmetre, la massa i tot el diàmetre del nucli (dades que solen aparèixer en les normatives de materials). El pilotari, depenent de la força que exerceixi en llançar la pilota, utilitzarà l'un o l'altre tipus de pilota. En funció d'això, es distingeixen tres grups: el dolç, el mixt o el de mig punt i el de toke. És dolç una de les pilotes més toves, no emet grans pots i, sobretot, ho utilitzen els nens. Tokekoa, per part seva, és una pilota utilitzada per professionals que fabrica pots de gran altura. Entre tots dos, finalment, tenim el mixt o de mig punt. Per a cadascun d'ells s'estableixen els nivells d'edat, de benjamí a sènior. Així, les pilotes poden ser de 12 tipus, depenent de la grandària del nucli (grup) i de l'edat dels pilotaris.
Les pilotes encara es fabriquen a mà [5]. Tenen un nucli de goma, al voltant del qual es recullen els revestiments de làtex, llana i cotó, per a acabar amb el cosit del cuir de cabra. El pot de la pilota depèn del seu nucli. Aquest nucli és més dens que els materials que componen els recobriments. Per això, canviant els percentatges de llana i cotó, es poden aconseguir pilotes de poca massa, més útils per als nens.
Només els pilotaris saben la grandària i la composició del nucli, s'hauria de trencar la pilota per a saber com és el nucli de la pilota. Els pilotaris, encara que utilitzen diferents tècniques, saben els requisits que ha de complir la pilota per a ser d'un nivell o un altre. A continuació, per a assegurar la qualitat d'aquestes pilotes i saber si compleix les característiques del conjunt corresponent, un pilotari professional analitza el seu comportament realitzant tirs ineficaços en un frontó.
Com diferenciar les pilotes de token de les pilotes dolces?
En principi, si una pilota es llança contra alguna cosa que és dur, com el marbre, la pilota de toke sona com un tir: “Danba!”. El dolç, per part seva, provocarà un so més feble: “Zapel!”. Les pilotes hauran de ser tirades amb força. No obstant això, aquest mètode no és gens científic i per això hem dissenyat un experiment que permeti diferenciar les pilotes.
Coeficient de devolució, e
El pot d'una pilota es mesura: suposem que tenim una pilota i que deixem anar l'h0 d'una altura determinada sense efecte; en botar contra el sòl, l'h1 arribarà a l'altura màxima; després tornarà a botar contra el sòl, i així continuarà fins que es detingui. El coeficient de devolució e es defineix com a e ={(h1/h0). Com la pilota perd energia en botar, l'altura h1 mai serà major que h0, per la qual cosa sempre serà menor que 1.
Per a comprovar si les diferències entre les pilotes es posen de manifest a través de l'experiment, s'ha decidit realitzar la prova amb dues pilotes de característiques oposades: la pilota de toca sènior, la pilota més ràpida disponible, i la pilota de cadets més dolç, una de les més lentes. En els experiments realitzats, l'altura h0 ha tingut diversos valors (0,5 m, 1 m, 2 m i 3 m), no havent-se obtingut diferències per al valor de e. En tots els casos, per a totes dues pilotes s'obté un valor aproximat de 0,65.
Per què ocorre això? Quan la pilota va a poc a poc, les dues pilotes, les de toc sènior i les llamineres de cadet, juguen com un objecte molt elàstic, és a dir, en botar a penes perden energia i el valor de e és molt alt. En augmentar les velocitats comencen a notar-se diferències, podent distingir-se entre pilotes d'alt pot (e alt) i pilotes de baix pot (e sota). Per a aconseguir la velocitat que els pilotaris donen a la pilota en els partits de pilota, s'ha determinat que l'altura de llançament de les pilotes en els experiments sigui d'h0 = 10 m.
L'estudi s'ha realitzat mitjançant el programari “measure Dynamics”. Això permet obtenir la posició, velocitat i acceleració de la pilota. A més, es pot escalar els objectes per a obtenir el seu valor real, així com les imatges estroboscòpiques dels tirs de les pilotes. Volem agrair a la Federació Bizkaina de Pilota Basca, concretament a Iker Gardoki i a Endika Basañez, pilotari i responsables de la promoció esportiva local [2,9], que han realitzat experiments en el frontó de Miribilla [4].
Com a resultat de l'estudi s'ha proposat un mètode de mesurament e que no requereix coneixements de física ni programari. En el mètode es proposa gravar el vídeo i seleccionar mitjançant un ordinador els dos fotogrames corresponents a les altures h0 i h1. L'elecció d'aquests fotogrames és molt senzilla, ja que a les altures màximes la pilota està pràcticament estancada. A més, amb aquest mètode no és necessari escalar perquè es tracta d'una divisió entre altures e i amb aquesta operació se simplifiquen les unitats.
L'estudi sobre les 12 pilotes de mà s'ha dividit en funció dels tres tipus de pilotes, la de toca, la mixta i la dolça, ja que els diàmetres dels seus nuclis són diferents. Els resultats mostren una ordenació del coeficient de devolució de major a menor edat dels pilotaris per a cada tipus de pilota. Aquests resultats haurien de ser independents del fabricador i de la situació de cada pilota. No obstant això, s'han trobat diferències significatives en el valor de e per a cada pilota, ja que la pilota pot botar en la part llisa de la cobertura o en la costura, la qual cosa no és controlable. Per a compensar aquesta asimetria s'han realitzat 5 tirs amb cada pilota, calculant el seu valor mitjà.
A més, a mesura que es van usant, les costures de les pilotes es van trepitjant, el recobriment exterior el dóna i la compacidad de la pilota canvia. Un altre factor important és la temperatura de la pilota, ja que aquesta emet diferent segons els valors del coeficient de dilatació dels materials que la componen. Encara queda molt per fer, ja que els experiments s'han realitzat a temperatura ambient. Seria molt interessant analitzar com canvia el valor de e amb la temperatura.
Nota: en la taula de cada figura es mostra el nom del fabricant de les pilotes, la massa total m, la mesura dels tres diàmetres (dmin, dmedio, dmax) i el valor del diàmetre medio <d>. Els mesuraments s'han realitzat amb calibre (precisió ± 0.02 mm) i balança (precisió ± 1 g). Amb aquestes dades s'ha calculat el volum V i la densitat ñ de les pilotes. Finalment, es mostra el valor e de cada pilota. A més, existeix una imatge estroboscòpica dels llançaments i una gràfica amb els resultats de e.
Bibliografia
[1] S.R. Gutierrez-Solana, Caracterització dels pots de les pilotes usades en l'esport de Pilota Basca “pilota-rajo” utilitzant el programari “measure Dynamics,” Director I. Ruiz-Larrea. • Grau en Física. UPV/EHU, 2017.
[2] Federació Biscaïna de Pilota Basca/ Federació Biscaïna de Pilota Basca, http://www.bizkaiapilota.com/es/
[3] Phywe excellence in science, measure Dynamics: Anàlisi Automàtica de Vídeo dels Moviments, http://www.phywe-es.com/1054n532/servicios/descargas/software.
[4] Frontó i Kirol Etxea de Miribilla | Bilbao International, http://www.bilbaointernational.com/fronton-y-kirol etxea-de-miribilla/
[5] Pilotes Mà - KIROLAK BAT, http://www.kirolakbat.com/15-pelotas-mano
[6] Coeficient de restitució, Wikipedia Encicl. Lliure. (2017). https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=coeficiente_de_restituci%C3%B3&oldid=98632655
[7] Ángel Franco García, Física amb ordinador. •
[8] Torneig Escolar de Pilota Basca 2014-2015, Federació Basca de Pilota/Euskadiko Pilota Federazioa, 2014.
[9] Federació Biscaïna de Pilota Basca/ Federació Biscaïna de Pilota Basca, Estructura de la Federació - Federació Bizkaina de Pilota Basca, http://www.bizkaiapilota.com/es/federacion/estructura-de-la-federacion.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
