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La fisica del Tennis tavolo

Discussione in 'Video' iniziata da Bloblo, 6 Dic 2013.

Status Discussione:
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  1. Bloblo

    Bloblo Nuovo Utente

    Nome e Cognome:
    Andreatta Francesco
    Categoria Atleta:
    Non Tesserato
    A Dewil piace questo elemento.
  2. eta beta

    eta beta Pnaftalin Balls

    Categoria Atleta:
    5a Cat.
    Squadra:
    TT Ossola 2000 Domodossola
    Interessante anche se molte cose sono risapute e dell'effetto Magnus se ne è ampiamente dibattuto anche sul forum.
    A proposito di ciò, posso fare un appunto, lo schema descritto non è di facile lettura in quanto si mostra la palla in rotazione attorno al proprio asse dentro un fluido in movimento mentre sarebbe più facilmente comprensibile, imho, avendo a dispisizione l'animazione, mostrare l'avanzamento della pallina (anche se il fenomeno non cambia).

    Grazie per aver segnalato l'iniziativa su YouTube.
     
    Ultima modifica: 6 Dic 2013
  3. sacramen

    sacramen Utente Noto

    Nome e Cognome:
    Riccardo
    Mbof... Troppo semplicistico come viene spiegato l'effetto Magnus, il mio prof. di meccanica a quest'ora starebbe schiumando...
    Meglio se si riprende in mano uno dei miei link in firma...
     
  4. seguso

    seguso utente morboso

    Categoria Atleta:
    3a Cat.
    non è vero che il moto è rettilineo uniforme lungo l'asse X !

    se c'è topspin, la palla accelera nel tempo lungo l'asse X.

    mentre lungo Y, l'effetto del topspin è equivalente ad un aumento della gravità.
     
  5. eta beta

    eta beta Pnaftalin Balls

    Categoria Atleta:
    5a Cat.
    Squadra:
    TT Ossola 2000 Domodossola
    Non sono d'accordo.
    Nel topspin la pallina accelera dopo il rimbalzo, non durante la parabola descritta. Senza considerare le perdite (trasf. in calore) per attrito nell'aria il moto teorico lungo l'asse x è rett. uniforme.

    Lungo l'asse y entra in gioco l'acc. di gravitá. Perché dici "aumento della gravitá"? La gravitá è una costante, per tutti 9,81 m/s2. E' il moto ad essere uniform. accelerato per effetto della F di gravità.
     
    Ultima modifica: 7 Dic 2013
  6. seguso

    seguso utente morboso

    Categoria Atleta:
    3a Cat.
    No caro eta.

    Non c'entra il tavolo. Anche prima del rimbalzo, il topspin accelera nel tempo, non è uniforme lungo X.

    Fai questo esperimento mentale:

    Pensa al backspin. Il backspin è un colpo che rallenta nel tempo (lungo X). Anche se non tocca il tavolo!

    Hai dubbi su questo? Allora fai un taglio pesante a pallonetto, vedrai che la palla inizia a tornare indietro verso di te già PRIMA di rimbalzare sul tavolo.

    Quindi sul backspin non ci sono dubbi: è un colpo che rallenta nel tempo. (nota: per questo si usa nel tennis per avere tempo di scendere a rete)

    Per lo stesso motivo, il topspin è un colpo che accelera nel tempo. (lungo X). C.v.d.

    ---

    Poi, per quanto riguarda la gravità: il topspin come abbiamo detto produce un'accelerazione lungo X. Ma dato che la palla ruota su se stessa, questa stessa accelerazione deve avvenire verso il basso nella stessa misura. Quindi è un'accelerazione che si SOMMA a quella già presente, cioè l'accelerazione di gravità G. Ecco perché il risultato è equivalente a un aumento della gravità.

    Ancora una volta, se non sei convinto, la dimostrazione è il backspin: fai un backspin pesante: vedrai che la palla PRIMA si alza, e poi scende. quindi il backspin equivale a una diminuzione della gravità. (il motivo per cui non va su all'infinito ,ma prima sale e poi scende, è l'attrito viscoso dell'aria: inizialmente il backspin prevale sulla gravità, ma poi l'aria frena la rotazione, fino a che la gravità inizia a prevalere, e la pallina riscende).

    ---

    tutto ciò detto: l'unico modo corretto di modellare la pallina da ping pong è: formule del moto uniformemente accelerato + attrito viscoso .
     
    Ultima modifica: 8 Dic 2013
  7. paolom

    paolom Moderatore Staff Member

    Nome e Cognome:
    Paolo
    Categoria Atleta:
    Non Tesserato
    Sapevo che quando girano le palle si dice anche salire di giri... ma non avevo colto la relazione fisica.
     
  8. Zedek

    Zedek Utente Attivo

    Nome e Cognome:
    Corrado
    Squadra:
    ASD CSI TT Cava
    L'effetto magnus, nel topspin e nel backspin genera una forza diretta lungo l'asse y, il moto lungo l'asse x rimane sempre decelerato dalla presenza dell'attrito viscoso dell'aria. La differenza tra i due moti è che nel caso del backspin la forza dovuta alla rotazione si oppone alla gravità questo fa si che la pallina rimanga più tempo in aria (e quindi deceleri di più nel moto lungo l'asse x) e che dopo aver toccato il tavolo il rimbalzo tenda ad alzarsi. Nel caso del topspin la forza invece si somma alla gravità e la pallina tende a scendere sul tavolo e il successivo rimbalzo è più basso e teso. Per quanto riguarda la differenza in velocità dipende dal fatto che il topspin è un colpo di attacco e unito al fatto che la pallina scende sul tavolo ci permette di colpire più forte ed avere quindi una pallina più veloce, nel caso del backspin la pallina è colpita sotto e a meno di non voler sacrificare la rotazione (quindi effettuare più una spinta che un taglio) la palla è più lenta.
     
    A eta beta piace questo elemento.
  9. eta beta

    eta beta Pnaftalin Balls

    Categoria Atleta:
    5a Cat.
    Squadra:
    TT Ossola 2000 Domodossola
    La quantità di impulso generata dalla spinta+rotazione data dall' insieme fisico "giocatore agente + racchetta" non puó aumentare, lungo l'asse x, perché nessuna forza interviene ad aumentarla. C'è solo inerzia dal momento che la palla "scocca" e l'aria svolge tre compiti: far galleggiare la pallina nel backspin ( o farla scendere nel topspin) , provocare una decelerazione dovuta all'attrito e una importante funzione di conservazione dell'inerzia (che non è accelerazione , imho) dovuta alla rotazione su un fluido che con la sua viscosità garantisce un "appoggio" alla rotazione. E' come se considerassimo l'asfalto al posto dell'aria: la ruota dell'automobile che ha subìto l'ultimo colpo di gas prima di alzare il piede dall'acceleratore fa presa sull'asfalto e così si garantisce una inerzia di rotazione e di avanzamento ma sarebbe uniforme all'infinito se non ci fosse la prevalenza dell'attrito "negativo" ( tra virgolette) che vi si oppone. Ma mai una accelerazione. Nel momento dell'impatto sul tavolo la pallina prima subisce uno choc e poi riprende a ruotare velocemente per il prevalere del "colpo in testa". Nella fase del rimbalzo, per la rugositá del tavolo, si ha la percezione di una breve ri- accelerazione della pallina rispetto al momento precedente l'impatto ma è l'effetto dell'inerzia totale che riprende la sua quantità precedente (al netto delle perdite). Nel backspin, invece, la rotazione contraria all'avanzamento è come la ruota che frena sull'asfalto e quindi l'attrito provoca una maggiore perdita di moto reale, quindi dell'inerzia e in pratica assistiamo ad una decelerazione più rapida. imho.
     
    Ultima modifica: 8 Dic 2013
    A tOppabuchi piace questo elemento.
  10. Bertalex

    Bertalex eee...bravo lui...

    Nome e Cognome:
    Alessandro Bertagna
    Categoria Atleta:
    3a Cat.
    Squadra:
    T.T. Ossola 200
    In questo caso però non hai spiegato che forze agiscono sulla pallina in direzione dell'asse x affinché ci sia una accelerazione. Secondo me le uniche forze presenti nel moto sono "forza" d'inerzia, forza di attrito viscoso, forza effetto magnus e forza di gravità.
    La forza di gravità agisce sempre lungo l'asse y per cui determina il moto parabolico della pallina nel modello semplificato (no attriti, no magnus). L'attrito viscoso agisce lungo la direzione del moto della palla con verso opposto, quindi in generale rallenta il moto lungo l'asse x, agisce con una componente y diretta verso il basso in fase ascendente della palla e verso l'alto durante la fase discendente (ma secondo me queste componenti sono abbastanza trascurabili). Per quanto riguarda magnus invece avviene la cosa opposta, agisce in direzione perpendicolare al moto della palla. Perciò nel caso di backspin avrà una componente y diretta verso l'alto per tutto il moto, una componente x che rallenta la pallina in fase ascendente (la componente x è diretta in verso opposto rispetto al moto lungo x della palla) e la accelera in fase discendente. Per il topspin effetto uguale ma contrario: forza verso il basso (quindi accelerazione verso il basso) per tutto il moto, componente che accelera la pallina in fase ascendente e che decelera la pallina in fase discendente.

    Quando la pallina rimbalza sul tavolo entrano in gioco:
    a) la reazione vincolare del tavolo diretta lungo y positivamente (quindi inverte il moto verso l'alto con velocità uguale di modulo ma verso opposto, urto (quasi)elastico), mentre non agisce in alcun caso lungo l'asse x (a meno che il tavolo sia in pendenza).
    b) la forza di attrito radente pallina-tavolo, che nel caso di top spin in generale* determina una accelerazione, mentre nel backspin una decelerazione.

    Per quanto riguarda il tuo esperimento mentale esso è errato. Infatti sperimentalmente prova a sparare la pallina molto verso l'alto in backspin (anni di cazzeggio a qualcosa servono) vedrai appunto che in fase ascendente tende a tornare indietro, mentre in fase discendente tende ad andare in avanti in maniera parabolica. Questo è dovuto appunto alla forza di effetto magnus.

    Ora, in maniera approfondita l'effetto magnus non lo conosco, ma dubito che ci siano appunto forze agenti sulla pallina lungo l'asse x sempre nello stesso verso per tutta la durata del moto dovute alla semplice rotazione della pallina.
    Per quanto riguarda il paragone con il tennis, anche qui non credo c'entri molto, nel backspin la pallina galleggia di più quindi può avere una velocità minore e superare la rete lo stesso, mentre nel top spin, grazie alla forza verso il basso, la palla può avere una velocità maggiore senza che vada lunga.

    *Il generale semplifica le cose, in realtà si dovrebbero considerare rotolamento-strisciamento e velocità relative delle facce della pallina rispetto al moto complessivo.

    Peace
     
    Ultima modifica: 8 Dic 2013
  11. eta beta

    eta beta Pnaftalin Balls

    Categoria Atleta:
    5a Cat.
    Squadra:
    TT Ossola 2000 Domodossola
  12. seguso

    seguso utente morboso

    Categoria Atleta:
    3a Cat.
    @ famiglia Bertagna :)

    premesso che posso sbagliare: :clap.

    Trovo sorprendente che voi pensate che il colpo in topspin accelera al rimbalzo con il tavolo, ma non mentre viaggia nell'aria! Mi viene da chiedere: secondo voi, le stesse forze che lo fanno accelerare quando urta col tavolo, non sono forse in azione anche mentre viaggia nell'aria? Sempre di attrito si tratta! Attrito una volta col tavolo, una volta con l'aria.

    Ricominciamo da capo: io (forse sbagliando) sostengo che il topspin, mentre viaggia nell'aria, accelera nel tempo (e perde spin). Più precisamente, sostengo che ad ogni istante l'attrito con l'aria trasforma un po' dell'energia rotazionale della pallina in energia cinetica. Producendo un'accelerazione positiva ad ogni istante. (Questo fino a che lo spin si esaurisce, cioè la palla diventa piatta. Da quel momento la velocità smette di aumentare.)

    Ecco un ragionamento che spero renda intuitivo tutto questo. Dimentichiamo l'aria e guardiamo solo cosa succede al rimbalzo sul tavolo. Osserviamo due cose:

    1) al rimbalzo, un colpo in topspin "schizza in avanti". Cioè, appunto, subisce una accelerazione in avanti.

    2) allo stesso tempo, dopo il rimbalzo la palla gira di meno (cioè ha perso un po' di topspin).

    Quindi (ipotizzando una relazione tra le due cose) concludiamo la cosa più logica: il rimbalzo ha trasformato un po' di spin in velocità. (In altre parole, il rimbalzo ha trasformato un po' dell'energia rotazionale in energia cinetica.)

    Spero che fin qui siamo tutti d'accordo. (Sul fatto che l'attrito col tavolo ha l'effetto di impartire una accelerazione al costo di una perdita di spin.)

    Prossimo passaggio: ma se l'attrito col tavolo ha questo effetto, perché non dovrebbe averlo anche l'attrito con l'aria? C'è attrito con l'aria ad ogni istante, durante il percorso. Quindi dobbiamo aspettarci che ci sia un'accelerazione in avanti ad ogni istante (e una perdita di spin ad ogni istante).

    Ecco perché mi pare intuitivo che il topspin debba accelerare nel tempo. Che è quello che poi si riscontra ad occhio. Il topspin parte lento e accelera (e si abbassa). Il taglio parte veloce e rallenta (e si alza).


    ---

    Da un altro punto di vista ancora: tutti sappiamo che il topspin è un colpo che si abbassa "all'improvviso", "più del normale" (cioè più rispetto alla palla liscia). Ma la forza che lo fa abbassare più del normale è la stessa che lo fa accelerare in avanti più del normale! (è la rotazione stessa). Forza che agisce con la stessa intensità su entrambi gli assi. Quindi è ovvio che se il topspin si abbassa di colpo, deve necessariamente accelerare in avanti altrettanto di colpo.
     
  13. eta beta

    eta beta Pnaftalin Balls

    Categoria Atleta:
    5a Cat.
    Squadra:
    TT Ossola 2000 Domodossola
    :D A 'sto punto manca solo lui:

    [​IMG]

    Se leggi bene il mio intervento non dico che a contatto col tavolo la palla acceleri. Dico che sembra lo faccia perchè a contatto col tavolo deve necessariamente scaricare un po' della sua velocità di avanzamento e di rotazione ma subito se la riprende (come già spiegato in altri threads e come dimostrato sperimentalmente da studi dell'Università di Pechino che purtroppo non posso portare come prova perchè non so fare ricerche in cinese su siti ufficiali cinesi ma mi fido di quanto mi è stato autorevolmente riportato)
    perchè sull'emisfero superiore continua ad agire il "topspin" mentre nel backspin il momento torcente si scarica nel medesimo emisfero e quindi si annulla.


    Dopo il colpo non c'è nessuna forza esterna a far accelerare la pallina e quindi abbiamo solo inerzia.

    Il problema che il topspin pone al ricevitore è che (come dice Zedek) egli si aspetta un rimbalzo con angolo di uscita simile a quello incidente, mentre questo è più basso (questo è più evidente nel tennis).

    Il video, per quanto brìc à brac, credo abbia avuto una supervisione di qualche docente di Fisica. Quindi io prendo per buona la definizione di "moto uniforme" lungo l'asse X.

    :)
     
    Ultima modifica: 8 Dic 2013
  14. Bertalex

    Bertalex eee...bravo lui...

    Nome e Cognome:
    Alessandro Bertagna
    Categoria Atleta:
    3a Cat.
    Squadra:
    T.T. Ossola 200
    Perché l'attrito con il tavolo è molto maggiore che con l'aria, quindi "vince" la forza agente sulla superficie inferiore della pallina a contatto con il tavolo, mentre quando è in aria in rotazione la forza di attrito aria-pallina agisce in una direzione su una faccia (sup o inf) e in direzione opposta sull'altra faccia con stessa intensità (dato che è sempre pallina-aria).
    Sul fatto che acceleri al contatto con il tavolo comunque non ci sono dubbi, altrimenti non tornerebbe indietro quando per esempio faccio un servizio tagliato.

    Comunque posso sbagliare anche io dato che non ho una conoscenza approfondita di meccanica dei fluidi, quindi magari potrebbe essere che ci siano forze in gioco che non conosco, però non capisco in che modo l'"energia rotazionale" possa essere convertita in cinetica quando la pallina è in aria.

    PS Sul motivo per cui il SuperTele giri al contrario invece, rimane un mistero. Meglio così
     
    A eta beta piace questo elemento.
  15. seguso

    seguso utente morboso

    Categoria Atleta:
    3a Cat.
    @bertalex

    Credo che l'errore sia quando dici "con stessa intensità". Non è necessariamente vero. Potrebbe essere falso per il motivo seguente:

    Pensa questo: quando il topspin parte, in che direzione parte? parte verso l'alto e in avanti. Quindi la palla urta l'aria soprattutto nella parte davanti e nella parte alta. Lì l'attrito con l'aria è più intenso che dietro e in basso. A livello microscopico, è come se la palla urtasse dei piccoli "tavoli" posti in avanti e in alto. E questi piccoli tavoli si comportano nello stesso modo del tavolo vero, cioè impartiscono un'accelerazione alla palla. In che direzione? il "tavolo" posto in alto gli dà un'accelerazione in avanti; il "tavolo" posto davanti gli dà un'accelerazione verso il basso. Queste due si sommano, producendo l'effetto che io sostengo (la palla accelera in avanti e in basso allo stesso tempo).
     
  16. eta beta

    eta beta Pnaftalin Balls

    Categoria Atleta:
    5a Cat.
    Squadra:
    TT Ossola 2000 Domodossola
    Il Super Tele sfugge a tutte le Leggi della Fisica Copernicana e a quella Newtoniana!
    Forse risponde alla Fisica Einsteiniana ma questa invece sfugge a me! :nerd:

    Ma soprattutto, siamo sicuri che il SuperTele sia una una sfera ?
    E soprattuttotutto.. che ci sia la stessa quantità di materia plastica in tutti i distretti del suo globo?

    :D
     
    Ultima modifica: 8 Dic 2013
  17. Bertalex

    Bertalex eee...bravo lui...

    Nome e Cognome:
    Alessandro Bertagna
    Categoria Atleta:
    3a Cat.
    Squadra:
    T.T. Ossola 200
    Secondo me gli attriti con l'aria determinano significativamente solo una variazione della pressione che genera l'effetto magnus. E poi pensaci bene, come dici tu le cose non tornano, se nel top spin ci fosse un tavolo superiore è come se avessi un backspin con un tavolo inferiore giusto? E qui siamo tutti d'accordo che la pallina torna indietro, non avanti! Stessa cosa, tavolo posto davanti ed effetto topspin, la palla andrebbe verso l'alto.
     
  18. seguso

    seguso utente morboso

    Categoria Atleta:
    3a Cat.
    hai ragione, per essere come dico io dovrebbe esserci un tavolo sotto, non sopra! :)

    Ok, annulliamo tutto. L'analogia tra aria e tavolo non porta a niente.

    Torniamo però un attimo al pallonetto in backspin. Tu confermi o neghi che si può fare un backspin che torna indietro già PRIMA di rimbalzare? Cioè, ti torna in faccia come un boomerang, senza rimbalzare? Perché ti garantisco che a tennis io lo facevo. quando rimbalza sta già venendo verso di te.

    Come lo spieghi questo? con l'effetto magnus?
     
    Ultima modifica: 8 Dic 2013
  19. eta beta

    eta beta Pnaftalin Balls

    Categoria Atleta:
    5a Cat.
    Squadra:
    TT Ossola 2000 Domodossola
    Posso? È un'illusione ottica. Per quanto ruoti al contrario non puó invertire la rotta. E' l'inversione che la palla subisce al rimbalzo a far credere che "torni" verso il battitore anche prima del rimbalzo. Una volta finito il "galleggiamento" dovuto all'aumento di pressione sottostante (Magnus) la palla scende quasi di colpo... ma sempre in avanti.
     
  20. seguso

    seguso utente morboso

    Categoria Atleta:
    3a Cat.
    Ok, a questo punto ci devo provare. E' sempre possibile che uno si fabbrichi dei ricordi fasulli.

    Posso chiederti come spieghi che il boomerang torna indietro?
     
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