Medindo o bote das pelotas de man
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 federación establece na súa normativa as probas que deben superar as pelotas. Estas probas son realizadas por pelotaris profesionais que deciden que pelotas son útiles. Paira facilitar o traballo dos pelotaris e dispor de información obxectiva sobre os botes da pelota, sería beneficioso establecer un método.
Neste artigo preséntanse os resultados dunha investigación realizada nun traballo de fin de grao. O traballo presentouse na Facultade de Ciencia e Tecnoloxía da UPV/EHU e foi realizado en colaboración coa Federación Bizkaina de Pelota Vasca (FGV) [1,2]. Todos os experimentos realizáronse no frontón de Miribilla[4]; coa colaboración de pelotaris profesionais, as pelotas foron lanzadas sen ningún efecto, como se fai no test de validación. O obxectivo do traballo foi realizar un experimento paira diferenciar cuantitativamente 12 tipos de pelota mano.
Pelotas utilizadas en pelota vasca
Na pelota vasca, e en concreto na man, a pelota é o elemento principal e as súas características son o diámetro, a masa e todo o diámetro do núcleo (datos que adoitan aparecer nas normativas de materiais). O pelotari, dependendo da forza que exerza ao lanzar a pelota, utilizará un ou outro tipo de pelota. En función diso, distínguense tres grupos: o doce, o mixto ou o de medio punto e o de toke. É doce una das pelotas máis brandas, non emite grandes botes e, sobre todo, utilízano os nenos. Tokekoa, pola súa banda, é una pelota utilizada por profesionais que fabrica botes de gran altura. Entre ambos, por último, temos o mixto ou de medio punto. Paira cada un deles establécense os niveis de idade, de benjamín a senior. Así, as pelotas poden ser de 12 tipos, dependendo do tamaño do núcleo (grupo) e da idade dos pelotaris.
As pelotas aínda se fabrican a man [5]. Teñen un núcleo de goma, ao redor do cal se recollen os revestimentos de látex, la e algodón, paira terminar co cosido do coiro de cabra. O bote da pelota depende do seu núcleo. Este núcleo é máis denso que os materiais que compoñen os recubrimientos. Por iso, cambiando as porcentaxes de la e algodón, pódense conseguir pelotas de pouca masa, máis útiles paira os nenos.
Só os pelotaris saben o tamaño e a composición do núcleo, deberíase romper a pelota paira saber como é o núcleo da pelota. Os pelotaris, aínda que utilizan diferentes técnicas, saben os requisitos que debe cumprir a pelota paira ser dun nivel ou outro. A continuación, paira asegurar a calidade destas pelotas e saber si cumpre as características do conxunto correspondente, un pelotari profesional analiza o seu comportamento realizando tiros ineficaces nun frontón.
Como diferenciar as pelotas de token das pelotas doces?
En principio, se una pelota lánzase contra algo que é duro, como o mármore, a pelota de toke soa como un tiro: “Danba!”. O doce, pola súa banda, provocará un son máis débil: “Zapel!”. As pelotas deberán ser tiradas con forza. Con todo, este método non é nada científico e por iso deseñamos un experimento que permita diferenciar as pelotas.
Coeficiente de devolución, e
O bote dunha pelota mídese: supoñamos que temos una pelota e que soltamos o h0 dunha altura determinada sen efecto; ao botar contra o chan, o h1 chegará á altura máxima; despois volverá botar contra o chan, e así continuará ata que se deteña. O coeficiente de devolución e defínese como e ={(h1/h0). Como a pelota perde enerxía ao botar, a altura h1 nunca será maior que h0, polo que sempre será menor que 1.
Paira comprobar se as diferenzas entre as pelotas ponse de manifesto a través do experimento, decidiuse realizar a proba con dúas pelotas de características opostas: a pelota de toca senior, a pelota máis rápida dispoñible, e a pelota de cadetes máis doce, una das máis lentas. Nos experimentos realizados, a altura h0 tivo varios valores (0,5 m, 1 m, 2 m e 3 m), non habéndose obtido diferenzas paira o valor de e. En todos os casos, paira ambas as pelotas obtense un valor aproximado de 0,65.
Por que ocorre iso? Cando a pelota vai amodo, as dúas pelotas, as de toque senior e as golosas de cadete, xogan como un obxecto moi elástico, é dicir, ao botar apenas perden enerxía e o valor de e é moi alto. Ao aumentar as velocidades comezan a notarse diferenzas, podendo distinguirse entre pelotas de alto bote (e alto) e pelotas de baixo bote (e baixo). Paira conseguir a velocidade que os pelotaris dan á pelota nos partidos de pelota, determinouse que a altura de lanzamento das pelotas nos experimentos sexa de h0 = 10 m.
O estudo realizouse mediante o software “measure Dynamics”. Isto permite obter a posición, velocidade e aceleración da pelota. Ademais, pódese escalar os obxectos paira obter o seu valor real, así como as imaxes estroboscópicas dos tiros das pelotas. Queremos agradecer á Federación Bizkaina de Pelota Vasca, concretamente a Iker Gardoki e a Endika Basañez, pelotari e responsables da promoción deportiva local [2,9], que realizaron experimentos no frontón de Miribilla [4].
Como resultado do estudo propúxose un método de medición e que non require coñecementos de física nin software. No método proponse gravar o vídeo e seleccionar mediante un computador as dúas fotogramas correspondentes ás alturas h0 e h1. A elección destas fotogramas é moi sinxela, xa que ás alturas máximas a pelota está practicamente estancada. Ademais, con este método non é necesario escalar porque se trata dunha división entre alturas e e con esta operación simplifícanse as unidades.
O estudo sobre as 12 pelotas de man dividiuse en función dos tres tipos de pelotas, a de toca, a mixta e a doce, xa que os diámetros dos seus núcleos son diferentes. Os resultados mostran una ordenación do coeficiente de devolución de maior a menor idade dos pelotaris paira cada tipo de pelota. Estes resultados deberían ser independentes do fabricante e da situación de cada pelota. Con todo, atopáronse diferenzas significativas no valor de e paira cada pelota, xa que a pelota pode botar na parte lisa da cobertura ou na costura, o que non é controlable. Paira compensar esta asimetría realizáronse 5 tiros con cada pelota, calculando o seu valor medio.
Ademais, a medida que se van usando, as costuras das pelotas vanse pisando, o recubrimiento exterior dáo e a compacidad da pelota cambia. Outro factor importante é a temperatura da pelota, xa que esta emite diferente segundo os valores do coeficiente de dilatación dos materiais que a compoñen. Aínda queda moito por facer, xa que os experimentos realizáronse a temperatura ambiente. Sería moi interesante analizar como cambia o valor de e coa temperatura.
Nota: na táboa de cada figura móstrase o nome do fabricante das pelotas, a masa total m, a medida dos tres diámetros (dmin, dmedio, dmax) e o valor do diámetro medio <d>. As medicións realizáronse con calibre (precisión ± 0.02 mm) e balanza (precisión ± 1 g). Con estes datos calculouse o volume V e a densidade ñ das pelotas. Finalmente, móstrase o valor e de cada pelota. Ademais, existe una imaxe estroboscópica dos lanzamentos e una gráfica cos resultados de e.
Bibliografía
[1] S.R. Gutierrez-Solana, Caracterización dos botes das pelotas usadas no deporte de Pelota Vasca “pelota-mano” utilizando o software “measure Dynamics,” Director I. Ruiz-Larrea. • Grao en Física. UPV/EHU, 2017.
[2] Federación Biscaíña de Pelota Vasca/ Federación Biscaíña de Pelota Vasca, http://www.bizkaiapilota.com/é/
[3] Phywe excellence in science, measure Dynamics: Análise Automática de Vídeo dos Movementos, http://www.phywe-es.com/1054n532/Servizos/Descargas/Software.
[4] Frontón e Kirol Etxea de Miribilla | Bilbao International, http://www.bilbaointernational.com/fronton-e-kirol etxea-de-miribilla/
[5] Pelotas Mano - KIROLAK BAT, http://www.kirolakbat.com/15-pelotas-mano
[6] Coeficiente de restitución, Wikipedia Encicl. Libre. (2017). https://é.wikipedia.org/w/index.php?title=Coeficiente_de_restituci%C3%B3&oldid=98632655
[7] Anxo Franco García, Física con computador. •
[8] Torneo Escolar de Pelota Vasca 2014-2015, Federación Vasca de Pelota/Euskadiko Pilota Federazioa, 2014.
[9] Federación Biscaíña de Pelota Vasca/ Federación Biscaíña de Pelota Vasca, Estrutura da Federación - Federación Bizkaina de Pelota Vasca, http://www.bizkaiapilota.com/é/federacion/estrutura-de-a-federacion.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
