¿Por qué mi entrenador de deportes me dice que cuando estoy lanzando la pelota de béisbol "plana" para obtener la máxima distancia? Pensé que, según la física, la mayor distancia se consigue lanzando en un ángulo de 45 grados. ¿Qué debería hacer para conseguir la máxima distancia?
Un ángulo de 45 grados para un proyectil te da la máxima distancia en el vacío, pero la resistencia del aire, como se ha señalado, lo cambia un poco. Con la resistencia del aire que frena la pelota, hay que lanzarla a menos de 45 grados para obtener la máxima distancia.
También
Además, como se lanza desde arriba del hombro, no desde el suelo, la pelota suele lanzarse un pie o más por encima de la altura en la que se coge y eso le quita uno o dos grados más al ángulo óptimo para la distancia, así que la distancia óptima, creo que puede ser de 40 grados - como una suposición.
Estoy de acuerdo con Jakethesnake y sospecho que tu entrenador sólo está enseñando lo que le dijeron cuando jugaba al béisbol y no es un estudiante de física. Cuando lanzas más recto, es un lanzamiento más rápido y ese es el resultado deseado en lo que a veces se llama el juego de las pulgadas. Usted quiere golpear al hombre de corte o al tercera base, no lanzar la pelota tan lejos como pueda.
Así que, sí, tu entrenador saca un suspenso en física, pero sabe de béisbol.
Un "tick" bastante grande :-) forbes.com/sites/stevensalzberg/2013/04/29/ o physics.stackexchange.com/q/52223
Te das cuenta de que todavía puedes atrapar un lanzamiento después de que rebote, ¿verdad? Cuanto menor sea el ángulo, menos impulso se pierde en cada rebote.
Soy aficionado al béisbol (y físico), y tu entrenador te está engañando un poco. En primer lugar, en ausencia de resistencia del aire, un lanzamiento a 45 grados hará que la pelota llegue allí con un gasto mínimo de energía. Pero no, como sugieren las otras respuestas, con un tiempo mínimo. Y el tiempo importa. Mucho. :-)
Tu entrenador también debería decirte que planifiques tus lanzamientos más largos de forma que reboten una vez antes de llegar a su destino (normalmente directo al homeplate), por la misma razón básica de minimizar el tiempo transcurrido. La velocidad que se pierde debido al rebote causa una penalización de tiempo mucho menor que el tiempo que se necesita para lanzar una pelota en un arco lo suficientemente alto como para llegar al home sobre la marcha. La compensación entre el lanzamiento directo y un rebote depende de la distancia y de la fuerza absoluta del brazo del jardinero.
Vale la pena señalar que unos cuantos jugadores de tercera base (originalmente cierto jugador en desgracia) lanzarán un rebote a la primera base por la misma razón.
¿Por qué mi entrenador deportivo me dice que cuando estoy lanzando la pelota de béisbol "plana" para conseguir la máxima distancia? Pensé que, según la física, la mayor distancia se consigue lanzando en un ángulo de 45 grados.
La segunda pregunta, en primer lugar, es cierta si se trata de un robot que lanza una pelota en la Luna (sin atmósfera) y que suelta la pelota a la misma velocidad independientemente del ángulo de lanzamiento. Usted es un ser humano, no un robot, y lanza la pelota en la atmósfera terrestre y no en la Luna sin aire. Tienes que tener en cuenta la fisiología y las condiciones reales. Cuando lo hagas, descubrirás que el ángulo óptimo está muy por debajo de los 45 grados. La velocidad inicial de una pelota de béisbol lanzada por un humano depende del ángulo de lanzamiento; los lanzamientos de mayor velocidad se producen con lanzamientos cercanos a la horizontal. Esto por sí solo reduce el ángulo óptimo a menos de 40 grados. Es de suponer que estás lanzando la pelota por encima del hombro. Cuando suelte la pelota, ésta tendrá una buena cantidad de retroceso. Esto le da elevación. Si se tiene en cuenta la elevación y el arrastre, el ángulo óptimo para lograr la máxima distancia disminuye aún más, hasta los 35 grados o menos.
Ahora, la segunda pregunta. Aunque el razonamiento de tu entrenador era incorrecto, su consejo era acertado. Tu objetivo no es lanzar la pelota lo más lejos posible. Tu objetivo es sacar al corredor. No sacarás al corredor que comenzó en primera o segunda base con un lanzamiento de larga distancia si la distancia al plato de home está en el límite de tus capacidades de lanzamiento. El tiempo de lanzamiento será demasiado largo y, lo que es igual de importante, tu precisión será pésima. Será mejor que lances al hombre de la base.
Mira esta lista de ocho fenomenales lanzamientos de béisbol realizados desde lo más profundo del campo en http://www.hardballtimes.com/a-physics-comparison-of-great-throws-from-years-past/ . Todos tienen tres cosas en común: eran increíblemente rápidos, increíblemente precisos y se lanzaban con un ángulo de elevación bastante bajo, de 5,9 grados a 14,3 grados.
Este es un sitio de física, así que voy a lanzar un sitio web dedicado a la física del béisbol, http://baseball.physics.illinois.edu . Está escrito por un profesor de física emérito de la UIUC que también es un gran aficionado al béisbol.
Buena respuesta. Me gustan mucho los enlaces. Creo que el Backspin importa bastante. Sería interesante mostrar cómo el lanzamiento con un ángulo más pronunciado tarda más tiempo. Sin la resistencia del aire, el tiempo para cubrir la distancia $d$ con un lanzamiento de velocidad $v$ que aterriza a la misma altura que despega va como $t = \frac{d\sin2\alpha}{g} - así que 45 grados tarda 1,7 veces más que 10 grados... la diferencia entre "seguro" y "fuera".
Actualización... ver mi respuesta para el cálculo correcto. Había un factor extra de $\cos\alpha$ que había descuidado en mi comentario.
No soy un experto en béisbol, pero el tiempo, los segundos, quizás importen aquí. Tienes razón, la distancia máxima, teóricamente, es cuando se lanza en un ángulo de 45 grados. Sin embargo, en el béisbol es posible que quieras la máxima distancia en comparación con el tiempo que te llevará. ¿Quizás quieras que la pelota llegue lo más lejos posible, lo más rápido posible? ¿Esto puede hacer que tu entrenador sea un poco más correcto?
Además, por supuesto, la resistencia del aire también entra en juego aquí.
Cualquier teoría razonable sobre el lanzamiento de pelotas de béisbol incluye la resistencia del aire, por lo que, "teóricamente", la distancia máxima se encuentra en un ángulo cercano a 45, pero no exactamente. Por favor, no utilices la palabra "teóricamente" para decir "en una situación imposible": todo el asunto de la física es elaborar teorías que modelen con precisión la realidad.
Mi objeción es al uso que haces de la palabra "teóricamente". Si, en lugar de eso, hubieras dicho algo como: "Ignorando la resistencia del aire, que no supone una gran diferencia, la distancia máxima se da cuando se lanza en un ángulo de 45 grados", me habría alegrado completamente.
Si lanzas una pelota a 100 km/h a 0 grados, la velocidad horizontal es de 100 km/h.
Sin embargo, si se lanza en un ángulo de 45 grados, la velocidad horizontal se convierte en $\sqrt{60^2/2}$ mph, o cerca de 42.4mph:
Por lo tanto, en una superficie sin fricción y sin resistencia al viento, al lanzarlo horizontalmente llegará más rápido a la base sin importar la distancia.
En el mundo real tenemos la resistencia al viento y la fricción, por lo que cada rebote ralentizará la pelota dependiendo de la superficie y del giro de la pelota, y también entrará en juego la dirección/velocidad del viento. También tenemos que preocuparnos de que el rebote no esté demasiado cerca de tu compañero para evitar errores. En este caso, un poco de loft no ralentizará mucho la velocidad horizontal inicial y provocará menos rebotes, por lo que suele ser una buena compensación.
Es difícil cubrir todos los bases Sin embargo, hay que salir al campo y practicar algunas situaciones diferentes para averiguar los mejores ángulos de lanzamiento en cada una de ellas. Incluso podríais coger un cronómetro y cronometrar los lanzamientos de cada uno en diferentes situaciones para encontrar el mejor ángulo que lo haga con la precisión que deseáis. Diviértete :)
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La componente x en el movimiento del proyectil no depende de la componente y. Sin embargo, en el mundo real, dependen debido a la fuerza de arrastre. Se puede calcular aproximadamente tomando la fuerza de arrastre proporcional a la velocidad.
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Para el béisbol, debe ser la máxima distancia en el mínimo tiempo, pero si lanzas una jabalina, entonces debe ser a 45 grados porque el tiempo no importa allí...
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Un enfoque puramente físico no puede decir qué ángulo de lanzamiento te dará la máxima distancia. Para una catapulta simple que siempre lanza el objeto a la misma velocidad, tendrías razón, 45 grados darán la mayor distancia, pero el cuerpo humano es diferente y mucho más complicado. Podrías lanzar más rápido en horizontal que a 45 grados.
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Lanzar una pelota en horizontal a alguien que está prestando atención hace casi imposible que esa persona no la coja (dado que la lanzas directamente hacia ella). Lanzar con un arco significa que no puedes lanzar con demasiada fuerza porque la pelota sobrepasará su objetivo.
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@Kevin No se puede lanzar una pelota en horizontal. Está en vuelo un tiempo finito y caerá debido a la gravedad (a menos que tengas un backspin increíble) en ese tiempo.
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Si un ángulo más plano diera lugar a un alcance máximo, entonces un bateador de bola larga haría lo mismo, pero no creo que lo hagan. Parece que buscan un ángulo más alto (no demasiado alto) y esperan que caiga fuera del parque.
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Está claro que no sois jugadores de pelota. El hecho de que una pelota de béisbol toque el suelo no significa que el jardinero ya no pueda atraparla. Un ángulo más bajo toma menos impulso en el rebote (estamos jugando en campos de pelota, no en una superficie abstracta) ... sin mencionar que el hombre de corte no podría alcanzarla en un ángulo de más de 40 grados. Luego, ¿se puede lanzar una piedra más lejos de lo que se puede saltar?
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45 grados es lo correcto en ausencia de fricción. En la práctica, es menos que eso.
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Comprueba este análisis de los golpes . Obviamente, si puedes ponerle suficiente velocidad inicial, el ángulo óptimo (tanto para la traslación horizontal como para la distancia) es mucho más bajo que 45 (aunque depende mucho del proyectil... la jabalina está aparentemente hasta cerca de 40 grados). Pero este documento ofrece algo más en lo que pensar: fiabilidad/magnitud de error. Además, otro sitio señaló que nuestros brazos tienen diferentes velocidades máximas en función del ángulo. Así que ¡difícil Q!