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LA BIOMECCANICA DI BASE

Molto spesso sul video della vostra pista vi capiterà di osservare la velocità della boccia al momento dell’impatto sui birilli.....

È vero, la sensazione di aver impresso molta velocità alla palla è gradevole: in realtà, i 20 – 23 - 25, km all’ora che il video vi segnala non sono la massima velocità della palla.

La massima velocità, di fatto, viene raggiunta dalla sfera nella fase di oscillazione del braccio, nello specifico, un attimo prima dello sgancio (rilascio).

La ragione sta nel fatto che, fino al momento del rilascio, la palla non subisce - o quanto meno non dovrebbe subire - azioni frenanti. Infatti, l’attrito dell’aria durante il movimento di caduta è assolutamente trascurabile. Esiste, però, la possibilità che un giocatore con problemi di coordinazione (ad esempio un neofita) già in questa fase possa forzare il lancio, condizionandone conseguentemente l’accelerazione, rallentando ulteriormente la velocità di uscita della boccia.

Le grandezze fisiche che si possono distinguere nel gesto del lancio regolano fondamentalmente l’esito del tiro: velocità, forza, accelerazione, potenza, energia, sono i cardini del gioco che l’atleta dotato di grande coordinazione riesce a liberare, realizzando buone velocità all’impatto sull’ insieme dei birilli.

Esaminiamo ora a scopo esplicativo ogni singola grandezza.

- Velocità: v = s / t è il rapporto tra spazio percorso e tempo impiegato per percorrerlo viene espressa in m/s o km/h

- Forza: f = m x a è il prodotto tra la massa e l’accelerazione viene espressa in newton (N)

- Accelerazione: a = Δv / Δt è il rapporto tra la variazione di velocità e la variazione di tempo viene espressa in m / s2

- Potenza: p = f x v è il prodotto della forza espressa per la velocità con cui viene espressa. La sua unità di misura è il watt (W)

- Energia: E = m x g x h è il prodotto della massa per l’accelerazione di gravità per l’altezza viene espressa in joule (J).

Tutti i principi della cinetica sopraindicati, durante la prestazione, vengono applicati utilizzando un complesso sistema di leve vantaggiose, ma soprattutto svantaggiose e neutre ossia di 2° e 3° genere.

(Ovviamente ne intervengono anche di 1° genere, ma non dilunghiamoci eccessivamente su questi argomenti facilmente fruibili su libri di testo).

Torniamo, invece, alla velocità della palla, alla potenza del tiro e all’energia espressa durante il lancio.

Un atleta giocatore di bowling di 70 kg con una lunghezza dell’arto superiore di 0,8 m (80 cm), un tempo di sgancio di 2”, un’accelerazione di 1m/s2 e una boccia di 5 kg (11 libbre), con che velocità rilascerà la sfera? Quale sarà la potenza espressa? Quale l’energia del lavoro svolto?

Considerando l’energia potenziale e l’energia cinetica, identiche - in virtù del fatto che l’attrito dell’aria durante l’oscillazione è trascurabile :

E p = m x g x h = E c = ½ m x v2 poiché g è un’accelerazione ed è 0 nel punto più basso dell’ oscillazione

Quindi, v = √2g x 0,8m = 4m/s dove 0,8 m = lunghezza del braccio ( 14,4 km/h) velocità della sfera durante il solo “pendolo”.

La potenza espressa dal soggetto, secondo la formula, sarà :

P = m x a x s/t

dove m = massa del soggetto a = accelerazione del soggetto s = spazio percorso camminando t = tempo di sgancio

P = 70 kg x 1 m/s2 x 4 m / 2” = 140 watt = potenza del soggetto (la sfera non è menzionata)

P = 5 kg x 1 m/s2x 6 m/s = 30 watt = potenza della palla, considerando 2m/s di spostamento del soggetto.

P tot = 140+30 = 170 watt

E = 170 x 2” (tempo di lancio) = 340 joule (energia espressa)

La velocità della palla al momento del rilascio sarà quindi :

V = 30 x 2”/ 5 kg = 24m/s = 76,4 km/h

se la sfera avesse un peso di circa 15 libbre (come spesso accade) la velocità scenderebbe a causa del peso maggiore a 50,9 km/h.

Come mai, allora, il conta km della pista segna velocità pressoché dimezzate?

I muscoli deceleratori facenti parte della catena cinetica posteriore del corpo, intervengono spontaneamente al fine di prevenire eventi traumatici, contraendosi a braccio disteso verso il basso.

La velocità della boccia è massima durante il lancio, quindi la contrazione muscolare sarà molto intensa, e l’effetto frenante sulla sfera sarà decisamente elevato.

Anche la contrazione dei flessori delle dita e della mano tende a trattenere la palla (arco riflesso).

L’impatto sulla pista fa si che la sfera subisca un carico gravitazionale che la comprime sul suolo disperdendo energia espressa dalla componente orizzontale della forza.

Infine, l’attrito radente sulla pista e le forzose rivoluzioni della boccia completano il quadro.

Queste le principali cause di perdita di velocità e ovviamente di energia della palla sui birilli.

Nicola Bellini

fonte bowlingitalia

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