Horizontaal gooien van een bal

Lennie stelde deze vraag op 13 augustus 2016 om 15:43.

 Voor een onderzoek ben ik aan het kijken of ik de kracht kan berekenen die de armen van een persoon leveren op een bal, die vervolgens 5 meter af moet leggen (horizontaal). Ik weet het gewicht van de bal 464 gram en de tijd die het kostte om de 5 meter af te leggen 1,01 seconde. Zijn er dan nog andere dingen, die ik zou moeten weten? Zo ja welke (het was indoor dus geen krachten van wind etc. ) en hoe kan ik dus berekenen wat de kracht was van de armen om die bal op die manier op te gooien. Ik kom namelijk vooral alleen formules tegen voor het naar beneden laten vallen of omhoog gooien van ballen en welke krachten er op een bal werken maar geen formules.

Ik hoop dat iemand mij kan helpen...

Reacties

Jan van de Velde op 13 augustus 2016 om 16:05
Dag Lennie,

Het komt er dus op neer dat je die bal een bepaalde snelheid wil geven.
Wat dan alles bepalend is, is hoe lang je dáárover wil doen. Heb je een centimeter om die bal op gang te brengen, of een halve meter? In het laatste geval kan je kracht 50 x zo klein zijn......

Enneh,
als die bal 5 m ver moet komen, ligt hij dan daarna ook stil, of gaat hij nog gewoon verder (.m.a.w., wordt hij onderweg afgeremd)?
Rolt de bal, of vliegt hij door de lucht? 

Vertel eens wat over je onderzoek, dan kunnen we nuttiger helpen.

Groet, Jan
Lennie op 13 augustus 2016 om 16:45
Ik doe een onderzoek naar een korfbal schot, dus je hebt iets minder armlengte de tijd om de bal op gang te brengen.. zo rond de halve meter.

Bij de 5 meter raakt hij dus de korf en gaat hij daarna nog gewoon verder. En de bal vliegt dus ook door de lucht.

Ik hoop dat dit een duidelijker beeld schetst. De natuurkunde achter het probleem is niet onderdeel van het onderzoek, maar als ik dit probleem kan oplossen dan geeft dit bepaalde resultaten die ik moet verwerken en analyseren.

Ik vind het prima om nog meer details te geven, indien het nog wat onduidelijk is.

Jan van de Velde op 13 augustus 2016 om 18:45
dan wordt het dus een diagonale worp.
Biodynamisch ook nog eens goed ingewikkeld, dus laten we ons maar eens beperken tot de bal alleen. 
Ik weet niet precies hoe hoog zo'n korf hangt, maar laat ik eens aannemen dat de gestrekte balduwende arm even hoog komt als de korf.

In horizontale zin moet de bal dus in 1 s 5 m afleggen?
vhor = 5 m/s

Dan moet hij in diezelfde seconde ook omhoog en omlaag in zijn paraboolbaan
tomhoog = 0,5 s
a= 9,8 m/s²
vvert= a·t = 9,9 x 0,5 = 4,9 m/s. 

de bal moet dus onder iets minder dan 45°met de horizontaal weggeduwd worden, met een snelheid van , ongeveer dit idee:




Hand op de schouder leggen, bal erop, bal wegstoten tot gestrekte arm (we nemen even aan dat de schouder stil blijft staan)
Dan is er ongeveer 60 cm om te duwen.

s= 0,6 m
veind= 7 m/s
vgem= 3,5 m/s (we nemen even aan dat je in die duwbeweging steeds even hard duwt)
t=s/vgem = 0,6/3,5 = 0,1714 s

de versnelling a moet dan zijn:
a=veind/t = 7/0,1714 = 40,8 m/s²

de kracht is dan F=m·a = 0,464 x 40,8 = 18,9 N

Dat is puur en alleen voor de diagonale versnelling van de bal, als je korfbalt in een zwaartekrachtloze omgeving......

Maar die sporthal zal niet vast niet in een Lagrangepunt in de ruimte hangen, dus moet je de bal ook nog eens optillen tegen de aardse zwaartekracht in. Die berekening bespaar ik me even door dat grafisch te schatten, de benodigde kracht aan het aardoppervlak wordt ongeveer 22 N. 
Voor de luchtweerstand onderweg naar de korf, tel er nog een geschatte newton bij op. 

En je vuurt die bal ook niet af in een soort van kanonsloop: tegelijkertijd ben je je arm ook aan het versnellen, ook dat kost kracht. Dát wordt een helemaal niet leuke berekening biodynamica in verband met de massaverdeling in de arm en de scharende beweging. Ik zou er zo 1-2-3- geen begin aan zien, dat kan beter maar eens in een computermodel gegoten worden. Maar het zou me niks verbazen als dat betekende dat de kracht in de strekkende spieren achteraan je bovenarm ruim een TIENvoud zo niet meer worden.

Maar heb je zo al wat je zoekt? 

groet, jan


 


Bram op 13 december 2019 om 17:02
Hoe zou je dit doen als je bijvoorbeeld een hoek van 30 graden hebt?
Jan van de Velde op 13 december 2019 om 17:53
dag Bram,

Aan de werkelijke kracht in die spieren gaan rekenen bedoel je?
Zoals ik hierboven al aangaf, liever gewoon niet. 

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Noortje heeft zevenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)