Velocidad de salida de pelota de tenis

Buen día winloop, ahora veo que eres de otro país, así que es medio difícil que puedas probar los vinos mendocinos, pero bueno apelo a Ud. Nuevamente dado que mi incursión en el calculo de física no ha sido buena y no puedo puedo resolver totalmente el problema que es más que un hobby, he calculado la velocidad Tgencial de la rueda y en función de la Ec Energía cinética, la potencia, pero no estoy seguro si es así, por eso he realizado un dibujo y un archivo word. Con los datos a ver si me puede entender y ayudar a resolver el problema.
Necesito calcular la velocidad, el alcance y la potencia necesaria del motor.
Se trata de dos ruedas de 20 Cmts, que están en un mismo plano separadas 6 cmts, que es el diámetro de una pelota de tenis que pesa 60 gramos.
Las ruedas giran en sentidos opuestos a 2800 RPM, le introduzco por caída libre, desde 50 Cm, la pelota entre la ruedas y sale disparada, necesito saber la velocidad de desplazamiento de la pelota luego de que las ruedas le produzcan la aceleración cuando entren en contacto, el alcance, además la potencia necesaria del motor que acciona las ruedas.
Las pelota caen por gravedad desde 50 Cm de altura, cada 3 segundos, y son dirigida con una canaleta que la inserta entre las ruedas.
El coeficiente de Rozamiento entre la felpa de la pelota y las ruedas es creo 0,5, (no estoy seguro) que corresponde a caucho y madera, no se si es el adecuado.
Se me ha complicado he calculado la velocidad tangencial de la rueda y la potencia necesaria, pero no puedo calcular los demás parámetros por falta de experiencia, así mismo no estoy seguro de los cálculos realizados
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Respuesta de
Hola,
Te agradezco la invitación a deleitar los vinos mendocinos y pierde cuidado que te tomo la palabra por si me acerco por ahí.
Veamos que podemos hacer, decías que los motores van a 2800 RPM, esto equivale a una frecuencia de:
2800 rev/min * (1 min/ 60s) = 46,67 Hz = f
Entonces: w = 2*pi*f = 293,21 rad/s
v = w*r = 293,21*0,20 = 58,64 m/s
Como la pelotita recibe el impulso de las dos ruedas, sale a una velocidad de 117,28 m/s
Obviamente esto es aproximado, seguramente se va a perder algo por rozamiento.
Que tanto se elevará y cuanto avanzará depende del ángulo en que pongas tu lanzador.
Espero haberte ayudado amigo
Bueno seria interesante verte por acá y compartir aparte del vino el conocimiento, tengo una duda cuando colocas la w es velocidad angular, ¿no seria por el radio?, entonces así coincide con la velocidad que saque yo, con tu adicional de que las rueda le imprimen dos veces la velocidad.
Con respecto a la potencia necesaria, y a que si la maquina la pongo a 10 grados de inclinación me podes calcular esto, me parece abusador pero no tengo tanta experiencia y me gustaría aprenderlo.
Disculpame que te joda tanto, de todas maneras te agradezco lo que ya hiciste.
Un abrazo y quedo a la espera de tu visita y si voy a machu pichu te lo llevo, al respecto tengo un amigo que iría en unos meses, pásame tu correo si se puede, el mio es enri uno uno tres en m ese n, se entendió, el acertijo.
Enrique
Hola,
Veamos amigo, la velocidad angular w está bien, y la velocidad tangencial es v=w*r y sale 58,64 m/s. Lo que yo también he estado pensando es en que las dos ruedas impriman velocidad, creo que no es así, vamos a dejarlo en que la pelotita sale a 58,64 m/s y aún así es bastante alta pero no se como calcular cuanto se didipa por pérdidas.
Bueno, entonces 58,64 m/s con 10º de elevación, esto ya es mucho más fácil:
Descomponemos la velocidad en sus componentes vertical (Y) y horizontal (X):
Vy = 58,64 sen10º = 10,18 m/s
Vx = 58,64 cos10º = 57,75 m/s
La altura máxima que alcanza:
Vfy^2 - Viy^2 = 2 g h
0 - 10,18^2 = 2 (-10) h ---> h = 5,18 m
en un tiempo de: Vfy = Viy - g t ---> 0 = 10,18 - 10t ---> t = 1,018 s
En este tiempo avanza horizontalmente: x = v t ---> x = 57,75*1,018 = 58,8 m
Me parece que debes levantarlo un poquito menos, tal vez 7º u 8º para que te sirva.
Espero haberte ayudado, cualquier duda me avisas
Gracias amigo
Estoy aprendiendo bastante con vos, la velocidad tangencial es la mitad, porque la rueda es de 20 cm de diámetro, recalcule todo con tus fórmulas y estoy cerca de terminar me faltaría ver que pasa con el arranque de la pelota que caen por gravedad cada 2 segundos hasta las dos ruedas, y es arrastrada por las mismas. La pelota se aplasta un poco me parece y deberíamos ver cual es el rozamiento por rodadura de la misma considerando teflón de la rueda y felpa y goma de la pelota.
Ya estamos cerca y te agradezco un montonn, tu ayuda, de donde podemos sacar informacionn para esto último.
Ya superastes la botella de vino mendocino, si mis amigos van a machu te las envío.
Un abrazo
Hola,
Que bien, esa es la idea, trabajar en conjunto,
El error en lo del diámetro 20 cm se debe a que estoy resolviendo la pregunta de lo que me acuerdo porque se borraron de mi sitio los datos.
En cuanto a lo del rozamiento entre ruedas y pelota, me parece que no es importante, lo cierto es que la bola sale disparada con velocidad igual a la tangencial que ya corregiste en los cálculos.
Si el aparato se va a usar para entrenar, lo que importa es que lance a una velocidad, altura y distancia adecuadas.
De todas maneras me avisas de tus progresos.
Un abrazo amigo
Hola,
Recuerda que tienes que calificar y cerrar la pregunta
Saludos
Winloop Gracias por todo has sido muy colaborador de mis dudas y eso me ha echo agarrar los libros otra vez. Cuando tenga la respuesta total te la envío, y te agradezco tu atención desinteresada, Un abrazo
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