Izvorni znanstveni članak

Sile transverzalnog aerodinamičnog otpora tijekom leta lopte

Omar Kugovnik ; Faculty of Sport, University of Ljubljana, Slovenia
Matej Supej ; Faculty of Sport, University of Ljubljana, Slovenia
Bojan Nemec ; Institute Josef Stefan, Ljubljana, Slovenia

Sažetak

U radu se ispituje problem taktički dobro izvedenog ravnog servisa u odbojci. Glavni su objekti istraživanja aerodinamičke sile koje djeluju na loptu i pojava vrtloženja iza lopte. Let lopte (kugle) u gravitacijskom polju dobro je poznati fenomen. Otpor zraka očekivano doprinosi narušavanju paraboličnog oblika trajektorije leta u smjeru gibanja tijela. No, otpor zraka je i razlog za tzv. neočekivane longitudinalne, ali i transverzalne otklone leta lopte od parabolične krivulje. Odbojkaš - server, koji dobro zna kako lopti dati pravi smjer i brzinu ispravnim udarcem u središte lopte, relativno će precizno znati definirati gdje će neočekivani otkloni od pravilne putanje biti najveći. Time obrambenom igraču (primatelju servisa) skraćuje vrijeme reakcije za prijem lopte koja dolazi s neočekivanim promjenama smjera. Taktički dobro izveden servis može toliko onemogućiti obranu da više nije u stanju tako serviranu loptu ni primiti ni vratiti. Autori su predložili teorijski model raspodjele brzine u vrtlogu oko, a osobito iza kugle kako bi se objasnila priroda neočekivanog otklona od idealne putanje leta lopte. Za izračunavanje koeficijenata aerodinamičnog otpora izravno iz sirovih eksperimentalnih podataka, korišten je kvadratni zakon aerodinamičnog otpora jer su Reynoldsovi brojevi bili dovoljno veliki. Ispitivanje je provedeno u dva zračna tunela promjera 1.8 i 3 metra s različitim intenzitetima turbulencije. U njima se mjerio interval kritičnih Reynoldsovih brojeva za dvije odbojkaške lopte kojih površine nisu bile jednoliko glatke. Izmjerene su također i longitudinalne i transverzalne sile za pet različitih brzina strujanja zraka (raspon brzina od 8 m/s do 25 m/s). Periodičnost fenomena omogućila je primjenu diskretne Fourierove transformacije transverzalnih sila. Pokazalo se da je greška koja se javlja primjenom Fourierove transformacije kada se u obzir uzmu samo prva četiri pribrojnika, zanemariva u usporedbi s greškom mjerenja. Dobiveno je da su transverzalne sile koje djeluju na loptu za dva reda veličine manje nego frontalne aerodinamične sile. Koeficijent frontalnog otpora ne ovisi o vremenu, ali ovisi o brzini lopte, o njenom oplošju, raspodjeli neravnina na površini kugle i o turbulencijama zračnih struja. Također je primijećeno da je položaj šavova prema vektoru brzine zračne struje presudan za određenje komponenata transverzalnih sila. Sve zajedno jest uzrok neočekivanim otklonima od očekivane balističke putanje. Osobito velike promjene sila aerodinamičnog otpora, a onda i najveći otklon od putanje, događaju se kada lopta prolazi kroz kritični režim zračnog strujanja oko lopte.

Ključne riječi

odbojka; ravan servis; let lopte; vrtloženje iza kugle; Fourirova transformacija; sile transverzalnog aerodinamišnog otpora

Hrčak ID:

225356

URI

https://hrcak.srce.hr/225356

Datum izdavanja:

28.6.2002.

Podaci na drugim jezicima: njemački engleski

Posjeta: 883 *