Autor Tema: Lanzamiento de martillo.

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27 Agosto, 2023, 07:30 pm
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JCB

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Hola a tod@s.

Gracias al vídeo del mensaje de feriva en el tema https://foro.rinconmatematico.com/index.php?topic=124499.msg505411;topicseen#msg505411, me planteo este otro tema sobre la Cinemática y la Dinámica del lanzamiento de martillo.

Supongamos que cuando el lanzador suelta la empuñadura del martillo, este sale con una velocidad \( v_0 \) (tangente a la circunferencia descrita), y estando a una altura \( h \) sobre el suelo. Supongamos también que la inclinación de \( v_0 \) respecto de la horizontal es \( \theta=45^{\circ} \), para así obtener el alcance máximo. La trayectoria descrita por el martillo es una parábola contenida en un plano vertical.

\( y=y_0+(v_0\sin\theta)t-\dfrac{1}{2}gt^2=0 \) (1)

\( x=(v_0\cos\theta)t \),

\( t=\dfrac{x}{v_0\cos\theta} \) (2)

Sustituyendo (2) en (1), recordando que \( y_0=h \), \( \theta=45^{\circ} \), y despejando \( v_0 \),

\( v_0=\sqrt{\dfrac{gx}{\dfrac{h}{x}+1}} \)

Según la Wikipedia, el record mundial masculino está en \( x=86,74\ m \), y considerando \( h=2\ m \), se obtiene \( v_0=28,8\ m/s\ (103,8\ km/h) \).

También según la Wikipedia, la masa \( m \) del martillo es \( 7,27\ kg \) y la longitud del cable, \( R=1,20\ m \), con lo que la tensión del cable es

\( T=m\dfrac{v_0^2}{R}=5.033,8\ N=513,7\ kgf \). Me parece una fuerza extraordinaria la que debe hacer el atleta (aunque sea por poco tiempo), ¿ no os parece ?.

Saludos cordiales,
JCB.
"Lo consiguieron porque no sabían que era imposible", autor: Jean Cocteau.

07 Septiembre, 2023, 12:47 am
Respuesta #1

Richard R Richard

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Hola, recien hoy veo tu posteo, creo que podrías reducir la tensión si consideras además el radio que te aporta la longitud de brazos, más la distancia entre hombros al centro de masa del competidor que tampoco es despreciable, digamos que hay que adicionar otro metro mas al radio. Tampoco es que se reduce tanto.
 Girar los pies en el piso mientras te intenta  arrastrar  la inercia de una masa como una motocicleta no es tarea fácil.

Saludos
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

07 Septiembre, 2023, 06:48 am
Respuesta #2

feriva

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Hola a tod@s.

Gracias al vídeo del mensaje de feriva en el tema https://foro.rinconmatematico.com/index.php?topic=124499.msg505411;topicseen#msg505411, me planteo este otro tema sobre la Cinemática y la Dinámica del lanzamiento de martillo.

Supongamos que cuando el lanzador suelta la empuñadura del martillo, este sale con una velocidad \( v_0 \) (tangente a la circunferencia descrita), y estando a una altura \( h \) sobre el suelo. Supongamos también que la inclinación de \( v_0 \) respecto de la horizontal es \( \theta=45^{\circ} \), para así obtener el alcance máximo. La trayectoria descrita por el martillo es una parábola contenida en un plano vertical.

\( y=y_0+(v_0\sin\theta)t-\dfrac{1}{2}gt^2=0 \) (1)

\( x=(v_0\cos\theta)t \),

\( t=\dfrac{x}{v_0\cos\theta} \) (2)

Sustituyendo (2) en (1), recordando que \( y_0=h \), \( \theta=45^{\circ} \), y despejando \( v_0 \),

\( v_0=\sqrt{\dfrac{gx}{\dfrac{h}{x}+1}} \)

Según la Wikipedia, el record mundial masculino está en \( x=86,74\ m \), y considerando \( h=2\ m \), se obtiene \( v_0=28,8\ m/s\ (103,8\ km/h) \).

También según la Wikipedia, la masa \( m \) del martillo es \( 7,27\ kg \) y la longitud del cable, \( R=1,20\ m \), con lo que la tensión del cable es

\( T=m\dfrac{v_0^2}{R}=5.033,8\ N=513,7\ kgf \). Me parece una fuerza extraordinaria la que debe hacer el atleta (aunque sea por poco tiempo), ¿ no os parece ?.

Saludos cordiales,
JCB.

Muchas gracias por el interés, JDB.

La verdad es que con los kilopondios no sé decir (dentro de distintas situaciones, claro, separando) cuánto es más de la cuenta, es un poco abstracto para mí. Pero la distancia a la que consiguen lanzarlo es impresionante.

Saludos.

 

16 Septiembre, 2023, 04:57 pm
Respuesta #3

JCB

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Hola a tod@s.

He estado unos días ausente. Gracias por participar, Richard (también por señalar mi gazapo en cuanto al radio de giro) y feriva.

Efectivamente, a la longitud del cable del martillo se debería añadir la distancia entre la empuñadura y el eje de giro, que evalúo en unos \( 75\ cm \). De esta manera,

\( T=m\dfrac{v_0^2}{R}=7,27\ kg\cdot\dfrac{(28,8\ m/s)^2}{(1,20+0,75)m}=3.097,7\ N=316,1\ kgf \). Aunque menor, sigue siendo una fuerza considerable.

Saludos cordiales,
JCB.
"Lo consiguieron porque no sabían que era imposible", autor: Jean Cocteau.