Jordi Morales Vidal Física Ins Ramon Barbat i Miracle (Vila-seca)

1. LA FÍSICA I EL MEU HOQUEI
INS RAMON BARBAT I MIRACLE
AUTOR : JORDI MORALES VIDAL
CURS 2013-2014
GRUP 2N BAT B
TUTORA : ROSA M FLORIT SALSENCH

2. Índex
• Experiències prèvies.
• Estudi de caiguda lliure.
• Anàlisi de l’hoquei des del punt de vista de la física.

3. EXPERIÈNCIES PRÈVIES
•Presa de contacte amb el Multilab
•Estudi de caiguda lliure de la pilota de tennis

4. Presa de contacte amb el Multilab
• Simulació d’un xut.
• Problemes per detectar la pilota.
• Gravació a càmera lenta.
• Anàlisi de la simulació d’un xut.
HD-50i y = -2,0894 t2 + 0,1062 t + 2,1562
HD-50p y = -2,0333 t2 - 0,1433 t + 2,1104
Càmera lenta y = -0,1208 t2 - 0,0213 t + 2,1239

5. Caiguda lliure d’una pilota de tennis
• Cerca de les relacions entres
els modes de gravació i el
Multilab.
• Coneixent els fps dels modes
HD-50i i HD-50P i l’acceleració
de la gravetat.
• Obtenció de les gràfiques
posició-temps.
• Els resultats no van ser els
esperats.

6. -2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
y(m)
Temps (s)
y(m) HD50i
y(m) 50P
y (m) CL
Derivant les equacions de moviment obtenim els valors de l’acceleració
Tipus de filmació Equació de moviment Acceleració (m/s2)
HD-50i y = -1,8 t2 - 0,3 t + 0,1
HD-50P y = -1,9 t2 - 0,7 t
CL y = -0,1 t2 - 0,1 t

7. ESTUDI CAIGUDA LLIURE
•Mètode tradicional
•Anàlisi amb el Multilab
•Influència de la densitat en la caiguda lliure

8. • Cerca de l’origen dels resultats erronis de
l’experiència anterior.
• Estudi de caiguda lliure de 9 pilotes en
els tres modes de gravació diferents.
• Dos mètodes:
 Mesura de temps amb un cronòmetre.
 Anàlisi amb el Multilab.

9. Resultats amb cronòmetre
• Càlcul de l’acceleració de caiguda a partir de:
• yf = yo+ vo · t+ a · t2 
Pilota Futbol Plàstic
Petita
plàstic
Bàsquet Hoquei Tennis Alumini Fusta Acer
Ping-
pong
Temps (s)
1,68 1,48 0,92 1,17 1,2 0,99 0,96 1,44 1,14
1,17 1,63 1,3 1,26 1,6 1,56 1,44 1,09 1,44 1,96
1,44 1,21 1,85 1,57 1,16 1,51 1,56 1,52 1,52 2,08
1,48 1,88* 1,49 1,42 1,65 1,51 1,51 1,52 1,82
1,51 1,64 1,6 1,56 1,48 1,57 1,54 1,54 1,31
1,84 1,7* 1,53 1,51 1,43 1,56 1,56 1,56 1,49 1,94
1,6 1,58* 1,34 1,43 1,56 1,17 1,39
1,47 1,51 1,49 1,73 1,52 1,44 1,31 1,44 1,3
1,17 1,53 1,52 1,68 1,28 0,99 1,39 1,58
Temps mitjà (s) 1,53 1,56 1,49 1,48 1,41 1,40 1,39 1,50 1,39 1,88
Acceleració (m/s^2) -8,04 -7,75 -8,50 -8,63 -9,41 -9,64 -9,69 -8,35 -9,80 -4,95
Error mesura més petita
(s)
0,36 0,35 0,57 0,31 0,21 0,41 0,43 0,41 0,25 0,13
Error mesura més gran(s)
0,31 0,08 0,11 0,20 0,24 0,17 0,17 0,08 0,13 0,01
Error absolut (s) 0,36 0,29 0,54 0,3 0,23 0,41 0,42 0,35 0,25 0,13
Er % 23,53 18,61 36,28 20,31 16,26 29,34 30,14 23,31 18,04 6,67

10. Resultats amb Multilab
• Pilota d’hoquei com exemple:
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
0 2 4 6 8 10 12
y(m)
Temps (s)
y(m) HD50i
y(m) HD50P
y(m) CL
Tipus de filmació Equació de moviment Acceleració (m/s2)
HD-50i y = -1,8 t2 - 0,69 t - 0,1
HD-50P y = -1,7 t2 - 0,7 t - 0,1
CL y = -0,1 t2 + 0,4 t - 0,3

11. Relacions de temps
• Càlcul dels valors de temps teòrics.
y = yo+ vo · t + a · t2 
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
y(m)
Temps (s)
y(m) HD50i
y(m) HD50P
y(m) CL
Tipus de filmació Equació de moviment Acceleració (m/s2)
HD-50i y = -4,9 t2 + 9E-14 t - 7E-14
HD-50P y = -4,9 t2 + 1E-13 t - 4E-14
CL y = -4,9 t2 - 1E-13 t + 6E-14

12. Relacions de temps obtingudes
• Temps gravacions HD/ 1,6
• Temps gravacions CL = Temps gravacions HD
• Recerca per comprovar les relacions de temps.
• Experiència del rellotge.

13. • Aplicant les relacions de temps:
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8
y(m)
Temps (s)
y(m) HD50i
y(m) HD50P
y(m) CL
Tipus de filmació Equació de moviment Acceleració (m/s2)
HD-50i y = -4,6 t2 -1,1 t -0,1 -9,1
HD-50P y = -4,4 t2 - 1,2t - 0,1 -8,9
CL y = -4,4 t2 + 2,9t - 0,3 -8,8

14. INFLUÈNCIA DE LA DENSITAT DE LES
PILOTES EN L’ACCELERACIÓ DE
CAIGUDA

15. • Càlcul de la densitat de cada pilota.
• Massa
• Càlcul de la seva força de caiguda a partir de:
• Volum

16. Valors per les diferents pilotes

17. -9.90
-9.80
-9.70
-9.60
-9.50
-9.40
-9.30
-9.20
31.9 86.8 111.4 125.6 290.7 707.1 770.1 2,665.0 8,300.7
Acceleració(m/s2)
Densitat (Kg/ m3)

18. ANÀLISI FÍSIC DE L’HOQUEI
•Física del xut
•Física de l’arrossegament
•Anàlisi amb el Multilab
•Sprint

19. La física del xut
• Palanca de tercer grau.
• Forces que intervenen.
Ff
F
N
P F2
Ff2
F1Ff1

21. La física de l’arrossegament
• És la mateixa acció que el xut però en aquest cas però pilota és
empesa.
• Palanca de tercer grau,
Ff
F
N
P

23. Anàlisi amb el Multilab
Filmació
des de
darrere
Filmació
des del
costat

24. Velocitat de la pilota en el xut de pala
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50
(x,y,z)(m)
Temps (s)
Posició z(m)
Posició x(m)
Posició y (m)
• Equacions de moviment:
x (t) = 14,2 t - 5,7
z (t) = -10,6 t + 3,4
y (t) = -5,7 t2 + 4,2 t + 0,1
• Efectuant la derivada primera trobem els components de la velocitat:

25. • Coneixent els components de la velocitat:
• Tenint el vector velocitat:
• La velocitat de la pilota en tres instants de temps:

26. Energia que rep el porter en aturar la pilota
• Segons el teorema de la conservació de l’energia:
• Energia mecànica  Energia de xoc

27. Energia dissipada
• Força de fregament amb l’aire, és una força no conservativa.
• L’energia mecànica disminueix amb el pas del temps.

28. Impuls del stick a la pilota
• Coneixent la velocitat que porta la pilota abans de ser impulsada i la
que porta just després de ser impulsada.
• Aplicació del teorema del impuls mecànic.
• Vectorialment:
• En mòdul:

29. Valors dels diferents xuts i arrossegaments
Tipus de
xut/arrossega
ment
Velocitat
inicial (km/h)
Velocitat
final(km/h)
Energia que
rep el porter (J)
Energia
dissipada (J)
Impuls (N·S)
Xut de pala 65,4 63,7 24,6 -0,3 2,4
Xut de cullera 60,3 58,2 20,9 -0,1 2,2
Arrossegament
de pala
54,8 52,9 17,5 -0,1 1,8
Arrossegament
de cullera
42,4 40,7 10,6 0,05 1,4

30. Sprint

31. • En el interval B-C:
• Acceleració, desplaçament i frenada gràcies a la força de
fregament del terra sobre les rodes.

32. Conclusions
• No he pogut arribar al meu objectiu inicial.
• Estic satisfet dels resultats inèdits que he aconseguit.
• He adquirit nous coneixements i he aprofundit d’altres:
 Mitjans audiovisuals
 Programes d’ordinador
 Física
• He pogut donar-li una visió diferent al meu esport.

33. GRÀCIES PER LA VOSTRA ATENCIÓ!