Traagheidsmoment van een voetballer

Jan van de Velde

Zwaartepunt trachten zo laag mogelijk houden.

Hoezo? Ik zou juist zeggen zwaartepunt zoveel mogelijk in de baan van de bal zien te krijgen.

kotje

Hoezo? Ik zou juist zeggen zwaartepunt zoveel mogelijk in de baan van de bal zien te krijgen.

Ik zie het zo: Hoe lager zwaartepunt hoe groter moment mvr.

Jan van de Velde

En daarmee hoe meer energie de bal overdraagt aan de voetballer. En dát is net niet de bedoeling.

bessie

Jammer dat de TS niet meer meedoet. De voetballer (ik kom uit NL) moet volgens mij zorgen dat zijn hoofd net voor het koppen een zo groot mogelijke snelheid naar voren heeft (de richting waar de bal naar toe moet). Hierdoor verandert tijdens de botsing de impuls van de bal sterker. Helaas is uit de opgave niet duidelijk waar het op is gebaseerd dat de snelheid voor en na koppen in grootte gelijk is.

Deze oplossing vereist een snelheid van het zwaartepunt dan wel een rotatie daaromheen, voor het kopmoment.

De oplossing van Jan lijkt me ook correct. Hij is te combineren met de mijne vwbt de voorwaartse snelheid van het zwaartepunt. Met impulsmoment is niet te bepalen hoe hard de bal gaat bewegen (volgens mij zie bovenstaande), maar wel dat tijdens het koppen een moment wordt uitgeoefend waardoor de speler gaat draaien (omega=m.v.r/I). De energie die daarin gaat zitten is niet overgedragen op de bal maar op de speler, en het kan niet anders dan dat dat (?) bij normale omstandigheden de snelheid van de bal verlaagt.

andrews

kotje schreef:Op de bal wordt geen arbeid verricht(1X(15-15)²/2=0J) elastische terugkaatsing

Lichaam achteruit met zwaartepunt geeft 60X0.5²/2=7,5 J arbeid te verrichten.

Bij draaiing lichaam rond zwaartepunt I omega ²/2=12X1,5²/2=13,5J arbeid te verrichten.

Samen 21J

Zwaartepunt trachten zo laag mogelijk houden.

Dank u, maar dat had ik ook al gevonden.

Dat van dat zwaartepunt zo laag mogelijk zie ik zo niet onmiddellijk, waarom is dat zo?

En hij moet nog steeds aan de bal kunnen :=)

Ik dacht met naar voren te springen zodat hij ook nog arbeid meegeeft aan de bal.

kotje

andrews schreef:Dank u, maar dat had ik ook al gevonden.

Dat van dat zwaartepunt zo laag mogelijk zie ik zo niet onmiddellijk, waarom is dat zo?

En hij moet nog steeds aan de bal kunnen :=)

Ik dacht met naar voren te springen zodat hij ook nog arbeid meegeeft aan de bal.

Impulsmoment is mvr.

Als zwaartepunt speler laag ligt dan overdracht impulsmoment bal speler groter (r groter). Door wet behoud impulsmoment (beginimpulsmoment 0) zal impulsmoment speler op bal ook groter zijn wat de bedoeling is.

Jan van de Velde

kotje schreef:Impulsmoment is mvr.

Als zwaartepunt speler laag ligt dan overdracht impulsmoment bal speler groter (r groter). Door wet behoud impulsmoment (beginimpulsmoment 0) zal impulsmoment speler op bal ook groter zijn wat de bedoeling is.

Alleen, in dit geval draait de speler (aanvankelijk) niet, en zit hij ook niet op enig punt aan de omgeving vast met een as.

Het is de bal die tegen de speler botst, en met zo'n groot mogelijke snelheid moet terugstuiteren. Hoe geringer de "arm" van de bal in dat geval, hoe kleiner de bij de botsing ontstaande rotatie-energie van de speler, dus hoe minder energie er overgedragen wordt aan de speler, dus hoe groter in absolute zin de kinetische energie die in de bal kan blijven.

kotje

Jan van de Velde schreef:Alleen, in dit geval draait de speler (aanvankelijk) niet, en zit hij ook niet op enig punt aan de omgeving vast met een as.

Het is de bal die tegen de speler botst, en met zo'n groot mogelijke snelheid moet terugstuiteren. Hoe geringer de "arm" van de bal in dat geval, hoe kleiner de bij de botsing ontstaande rotatie-energie van de speler, dus hoe minder energie er overgedragen wordt aan de speler, dus hoe groter in absolute zin de kinetische energie die in de bal kan blijven.

Er is hier geen overdracht kinetische energie want zowel voor als na de botsing is totale impulsmoment 0 in het systeem voetbal en voetbalspeler.

Jan van de Velde

Om dit nader te illustreren, hieronder stap-voor-stap opnamen van een (gele) bal tegen een (blauwe staaf) voetballer in Interactive Physics. De rode plusjes zijn er naderhand handmatig als achtergrondreferentie in gezet op een vaste plaats.

Zwaartekracht en wrijving zijn uitgeschakeld, bal en speler zijn volledig elastisch botsend. De bal heeft een aanvankelijke snelheid naar rechts die steeds gelijk is. De voetballer "hangt" aanvankelijk stil.

De momentopnamen zijn niet op de 10e seconde nauwkeurig gemaakt. Het was pas tegen het eind van de tweede afbeelding dat ik bedacht dat ik IP ook stap voor stap kon laten afspelen, en ik had geen zin om opnieuw te beginnen.

1: botsing met grote arm r :

: voetballer1.png (12.32 KiB) 348 keer bekeken

2: botsing met kleinere arm r

: voetballer2.png (13.62 KiB) 350 keer bekeken

3: botsing tegen zwaartepunt van de staaf:

: voetballer3.png (10.53 KiB) 348 keer bekeken

In de meetvenstertjes bovenaan is steeds de kinetische energie van de bal af te lezen. Die is voor de botsing dus steeds gelijk, na de botsing in het derde geval duidelijk het grootst.

kotje

Ik heb nog een opmerking: De topicstarter zegt dat de bal terugstuitert met dezelfde snelheid waarmee hij aankomt. Bij jouw figuren stuitert hij terug met een kleinere snelheid. Is dit niet in mijn voordeel dat er geen totaal impulsmoment in het totale systeem is?

Jan van de Velde

Laten we allereerst die kwestie van dat lage zwaartepunt eens uitklaren: Ben je het intussen met ons eens dat, hoe kleiner de afstand tussen bewegingslijn van de bal en zwaartepunt van de speler, met hoe grotere snelheid de bal terugstuitert? En met de reden daarvoor (minder energie-overdracht omdat er geen rotatie hoeft te worden opgewekt?)

Er is hier geen overdracht kinetische energie

Die móet er dus wel zijn, anders kan die voetballer niet achterwaarts en draaiend gaan bewegen.

De topicstarter zegt dat de bal terugstuitert met dezelfde snelheid waarmee hij aankomt. Bij jouw figuren stuitert hij terug met een kleinere snelheid.

De topicstarter komt af met een oefening die alleen maar kan kloppen indien er ergens een portie potentiële energie in de voetballer verstopt zit, zoals ik eerder in deze topic meldde. Maar aangezien daarover geen mededelingen worden gedaan kunnen we daar verder weinig mee, behalve constateren dat de opgave incorrect of anders minstens onvolledig is. Want anders het is onmogelijk dat de bal met een gelijke snelheid (en dus kinetische energie) de botsing verlaat, terwijl de voetballer er toch translationele en rotationele kinetische energie bij krijgt.

De simulatie geeft een correcte weergave van wat logischerwijs verwacht mag worden indien er geen sprake is van verstopte potentiële energiën. Ik zou de situatie zoals in de oefening kunnen laten nabootsen, door op de plaats van de botsing een veer te plaatsen met een veerenergie van 21 J en die op het ogenblik van botsing laten ontspannen.

Is dit niet in mijn voordeel

Ik zie geen wedstrijd, dus ook geen voordeel, en verder begrijp ik niet wat je bedoelt te zeggen met

dat er geen totaal impulsmoment in het totale systeem is?

kotje

Ik moet je na nog eens de zaak bekeken te hebben je volledig gelijk geven. Door het feit dat de bal terugstuitert met dezelfde snelheid als hij aankomt is het de voetballer die de 21J arbeid levert en je simulatie bewijst dat hoe dichter de bal bij het zwaartepunt komt met grotere snelheid terugstuitert. Mijn domme fout zat erin dat ik al de arbeid door de bal liet verrichten alhoewel ge dit al vermeld had had ik erover gelezen. De vraag is zeker niet goed gesteld.Maar toch moest ik dit gezien hebben mijn fout.

](*,)

bessie

Ik dacht met naar voren te springen zodat hij ook nog arbeid meegeeft aan de bal.

Ja dat is een juiste oplossing. Ongeacht de aard (felheid) van de kopstoot krijgt hierdoor de bal een hogere snelheid.

De aard van de kopstoot kan nog worden beinvloed door het hoofd t.o.v. het lichaam naar voren te stoten, de 'koppende' beweging (zie Zinedine Zidane). Een stilhangende bal kan zo door een stilstaande voetballer naar voor worden gekopt.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Traagheidsmoment van een voetballer

Re: Traagheidsmoment van een voetballer

Re: Traagheidsmoment van een voetballer

Re: Traagheidsmoment van een voetballer

Re: Traagheidsmoment van een voetballer

Re: Traagheidsmoment van een voetballer

Re: Traagheidsmoment van een voetballer

Re: Traagheidsmoment van een voetballer

Re: Traagheidsmoment van een voetballer

Re: Traagheidsmoment van een voetballer

Re: Traagheidsmoment van een voetballer

Re: Traagheidsmoment van een voetballer

Re: Traagheidsmoment van een voetballer

Re: Traagheidsmoment van een voetballer