weerstandscoefficient bal

Eric stelde deze vraag op 05 mei 2006 om 14:30.

Hallo!

ik ben begonnen om een ballenkanon te bouwen voor honkballen. Het is het doel om deze ballen vrij nauwkeurig een bepaalde snelheid en curve mee te geven. daarom ben ik op zoek naar de weerstandscoefficient van een bal. Na uitvoerig googlen kom ik wel op dezelfde formule uit Cw= .5*A*Rho*V^2*F maar dit is gewoon de formule van luchtweerstand omschrijven. ik ben dus echt op zoek naar een waarde voor Cw. In diverse artikelen las ik dat dit waardes zijn die bepaald worden in bijv windtunnels ed...

Is er iemand die mij kan helpen?

Bij voorbaat dank, vr groet.

Reacties

Bas op 05 mei 2006 om 21:02

Ha Eric,

Dat klinkt als een interessant project! Het eerste wat in mij opkomt is contact opnemen met de leverancier van de honkballen, wellicht dat zij de wrijvingscoefficient paraat hebben?

Anders kan je het natuurlijk ook zelf experimenteel bepalen. Er zijn snelheidsmeters die bijvoorbeeld de servicesnelheid bij tennis bepalen. Of je zou een videoopname kunnen maken van de bal met een afstandsaanduiding ernaast. Of je zou de bal onder een bepaalde hoek en zonder effect af kunnen schieten en vervolgens kunnen kijken na welke afstand hij neer komt...

Mogelijkheden genoeg. Succes ermee!

Eric op 06 mei 2006 om 00:12

He Bas, bedankt voor je reactie,

Leveranciers (groothandels) heb ik al enkele malen geprobeerd te bereiken. Deze melden vooral dat zij de ballen niet zelf maken (wat me logisch lijkt) en dat ze ze importeren vanuit Korea.

De opstellingen die je noemt zijn interesant maar ik heb hier echter de middelen niet voor...

Op de webpagina van nasa kwam ik via veel zoeken en doorklikken bij de volgende link: http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/shaped.html

hier geeft men aan dat de waarde Cw voor een bol kan varieren van 0.07 tot 0.5. aangezien daartussen vrij veel ruimte zit begin ik toch weer te twijfelen... zijn dit aannemelijke waarden voor een honkbal?

vr groet, Eric.

Bas op 06 mei 2006 om 00:41

Beste Eric,

De wrijvingscoefficient van een honkbal is zelfs snelheidsafhankelijk. Blijkbaar verandert de stroming van vorm bij een afnemende snelheid. Wrijvingscoefficienten van een complexe vorm als een honkbal (door de naden) zijn inderdaad onmogelijk echt analytisch te bepalen, je hebt er toch echt een windtunnel voor nodig.

Best interessant.

Groeten,

Bas

Eric op 06 mei 2006 om 13:40

Ik ben nu al een heel stuk verder, echter heb nog één vraag:

ik kwam de volgende alinea tegen in de laatste link van Bas:

Since the seam pattern is not symmetrical as view from most angles, the boundary layer may encounter a seam moving across one side of the ball but not the other. The air that encounters a seam is made turbulent, and the boundary layer can travel farther around behind the ball than the boundary layer air on the other side. As a result, the wake is deflected and the ball experiences a reaction force in the opposite direction.

Begrijp ik het goed als ik zeg: de naad veroorzaakt turbulentie in de boundary layer waardoor het zog erachter langer wordt dan aan de tegenovergestelde kant van de bal, waardoor de bal een resultante kracht ervaart van de kant met het lange zog, naar de kant met ht kortere zog?

zo ja, hoe ontstaat deze resultante kracht dan, is dat omdat het korte zog minder weerstand bied en de bal dan de weg van de minste weerstand neemt?

grtz!

Bas op 06 mei 2006 om 13:51
Nee, dat klopt niet helemaal. De naad zorgt voor turbulentie (breking van de luchtstroming), en die zorgt er juist voor dat de luchtstroming minder snel los komt van de bal. Aan de kant waar meer naad zit is het zog dus korter, waardoor de bal naar de kant met het langere zog geduwd wordt. Die resultante kracht ontstaat omdat de wrijving dan van richting verandert, meer naar de naadloze kant toe.
Vergelijk ook een golfbal, of de moderne techniek van schaatspakken. In een golfbal zitten putjes om turbulentie op te wekken. Hierdoor laat de luchtstroming de bal minder snel los, zodat het balletje minder wrijving ondervindt en verder kan vliegen.
Eric op 06 mei 2006 om 13:59

maar... in dat geval zou een bal die bijvoorbeeld backspin ondervind, waarbij de onderkant naar voren roteerd, toch naar benden curven??

Aan de onderkant komt de lucht door de backspin meer (of heftiger) naden tegen dan aan de bovenkant, aan de onderkant is dus meer turbulentie en minder weerstand.. zou de bal dan niet naar onder willen gaan ipv naar boven? ik heb namelijk ergens gelezen dat backspin ervoor kan zorgen dat een bal verder draagt dan een bal zonder backspin die met dezelfde kracht is gegooid of klopt dat dan niet?

Jaap op 06 mei 2006 om 14:10

Dag Eric,
Kun je vermelden hoe groot de massa, de diameter (middellijn) en de geschatte maximumsnelheid van de bal zijn? Dan kunnen we via berekeningen nagaan of een bepaling van Cw door de bal van een grote hoogte te laten vallen, kans van slagen heeft.
Groeten, Jaap Koole

Bas op 06 mei 2006 om 14:12

Spinnen is nog weer ingewikkelder. Dan gebeurt er zoiets:

http://www.exn.ca/news/images/1998/09/17/19980917-ballgraphic.gif

De weerstand aan de bovenkant is lager omdat de lucht als het ware iets uit elkaar getrokken wordt. Dus de bal beweegt omhoog.

Groeten,

Bas

Eric op 06 mei 2006 om 14:24

Ok bas, dankjewel zo'n plaatje zocht ik :)

Toch vraag ik me dan nog af wat de schrijver dan bedoeld met die alinea waar hij praat over de invloed van de naad op het zog, of wil hij bij deze aangeven dat er een verschil is tussen een bal zonder naden en eentje mét? zeg maar het vergelijk tussen een pingpongbal of een golfbal (massa buiten beschouwing gelaten)

een bal heeft een omtrek van 9 inch en heeft een diameter van 73 mm, massa zit tussen 141 en 149 gram, de maximumsnelheid is nogal hoog, MLB pitchers werpen tot 100 Mph, dus tegen de 160 km/u..

Bas op 06 mei 2006 om 14:45

Volgens mij probeert de auteur duidelijk te maken dat een honkbal een vrij complexe beweging kan maken die veroorzaakt wordt door de asymmetrie van de naden. Als je naar een honkbal kijkt zie je dat er precies tegenover ieder stukje naad een ander stukje naad zit (net als bij een tennisbal). Maar voor een luchtstroom is een andere symmetrie interessant, die loodrecht op de bewegingsrichting van de bal.

Groeten,

Bas

Jaap op 06 mei 2006 om 14:55

Dag Eric,
Bepaling van Cw via een val is niet eenvoudig doordat de bal vrij zwaar is. Een val vanaf 30 m hoogte duurt als gevolg van wrijving met een geschatte Cw=0,44 slechts 0,10 seconde langer dan zonder luchtwrijving. Dat verschil is te klein om een redelijk nauwkeurige bepaling van Cw op deze manier mogelijk te maken.
Succes met het verdere onderzoek, Jaap Koole

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft eenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)