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Tenis

Storyboard

El tenis integra el golpeo (M5) con la raqueta como implemento, el movimiento en pista (M2/M7), el servicio (M5+M4) y la devolución (M5+E8). El saque es el gesto técnico de mayor velocidad: la pelota puede superar los 220 km/h en tenistas de élite. La cadena cinética en el servicio va desde la apertura del pie hasta el impacto raqueta-pelota: rotación de cadera tronco hombro codo muñeca raqueta. La velocidad de la cabeza de la raqueta (~50 m/s en el saque) determina directamente la velocidad de salida de la pelota. El efecto Magnus (topspin/backspin) controla la trayectoria y el bote de la pelota: el topspin hace que la pelota caiga más rápido y bote más alto. La rigidez de la raqueta y el punto de impacto respecto al nodo de vibración (sweet spot) determinan la eficiencia de la transferencia de energía y el confort del jugador (reducción del shock de impacto). La fricción entre cordaje y pelota genera el efecto necesario para el topspin.

>Modelo

ID:('ky', 492)


Velocidad pelota

Storyboard



$v_{pelota}=(1+COR_r)\frac{m_{r,efect}}{m_{r,efect}+m_p}v_{raq}+COR_rv_{p,inicial}$

$COR_r$
Restitución raqueta-pelota
$1$
$m_{r,efect}$
Masa efectiva raqueta
$kg$
$m_p$
Masa pelota
$kg$
$v_{raq}$
Velocidad cabeza raqueta
$m/s$
$v_{pelota}$
Velocidad pelota
$m/s$
$v_{p,inicial}$
Velocidad pelota entrante
$m/s$



>Modelo

ID:('gm', 4402)


Masa efectiva raqueta

Storyboard



$m_{r,efect}=\frac{I_r/(l_{imp}-l_{CM,r})^2}{1+I_r/[m_r(l_{imp}-l_{CM,r})^2]}$

$m_{r,efect}$
Masa efectiva raqueta
$kg$
$m_r$
Masa raqueta
$kg$
$l_{CM,r}$
Centro de masa raqueta
$m$
$l_{imp}$
Punto de impacto
$m$
$I_r$
Inercia raqueta
$m²kg$



>Modelo

ID:('gm', 4403)


Magnus

Storyboard



$F_M=\frac12\rho C_MA_pv^2$

$C_M$
Coeficiente Magnus
$1$
$\r ho$
Densidad aire
$kg/m³$
$F_M$
Fuerza Magnus
$N$
$A_p$
Área frontal pelota
$m²$



>Modelo

ID:('gm', 4404)


Aceleración Magnus

Storyboard



$a_M=\frac{F_M}{m_p}$

$m_p$
Masa pelota
$kg$
$F_M$
Fuerza Magnus
$N$
$a_M$
Aceleración Magnus
$m/s²$



>Modelo

ID:('gm', 4405)


Velocidad raqueta

Storyboard



$v_{raq}=\sum_i\omega_ir_i\cos\alpha_i$

$v_{raq}$
Velocidad cabeza raqueta
$m/s$
$r_i$
Brazo segmentario
$m$
$alpha_i$
Ángulo segmentario
$rad$
$omega_i$
Velocidad angular segmento
$rad/s$



>Modelo

ID:('gm', 4406)


Potencia saque

Storyboard



$P_{saque}=\frac{\frac12m_pv_{pelota}^2}{t_{impacto}}$

$m_p$
Masa pelota
$kg$
$v_{pelota}$
Velocidad pelota
$m/s$
$P_{saque}$
Potencia de saque
$W$
$t_{impacto}$
Tiempo de impacto
$s$



>Modelo

ID:('gm', 4407)


Sweet spot

Storyboard



$l_{sweet}=l_{CM,r}+\frac{I_r}{m_r(l_{impacto}-l_{CM,r})}$

$m_r$
Masa raqueta
$kg$
$l_{CM,r}$
Centro de masa raqueta
$m$
$l_{sweet}$
Punto dulce
$m$
$I_r$
Inercia raqueta
$m²kg$



>Modelo

ID:('gm', 4408)


Fuerza codo

Storyboard



$F_{codo}=m_{r,efect}a_{raq}$

$m_{r,efect}$
Masa efectiva raqueta
$kg$
$F_{codo}$
Fuerza estimada en codo
$N$
$a_{raq}$
Aceleración raqueta
$m/s²$



>Modelo

ID:('gm', 4409)


Bote con Magnus

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$d_{bote}=v_p\cos\theta,t_{vuelo}+\frac12a_Mt^2$

$d_{bote}$
Distancia de bote
$m$
$a_M$
Aceleración Magnus
$m/s²$
$\theta$
Ángulo de salida
$rad$
$t$
Tiempo
$s$
$t_{vuelo}$
Tiempo de vuelo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 4410)


Estructura del modelo

Descripción

Red de modelo


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$C_M$
C_M
Coeficiente Magnus
1
$COR_r$
COR_r
Restitución raqueta-pelota
1
$m_{r,efect}$
m_r_efect
Masa efectiva raqueta
kg
$m_p$
m_p
Masa pelota
kg
$m_r$
m_r
Masa raqueta
kg
$\r ho$
rho
Densidad aire
kg/m³
$v_{raq}$
v_raq
Velocidad cabeza raqueta
m/s
$v_{pelota}$
v_pelota
Velocidad pelota
m/s
$v_{p,inicial}$
v_p_inicial
Velocidad pelota entrante
m/s
$F_{codo}$
F_codo
Fuerza estimada en codo
N
$F_M$
F_M
Fuerza Magnus
N
$r_i$
r_i
Brazo segmentario
m
$l_{CM,r}$
l_CM_r
Centro de masa raqueta
m
$d_{bote}$
d_bote
Distancia de bote
m
$l_{imp}$
l_imp
Punto de impacto
m
$l_{sweet}$
l_sweet
Punto dulce
m
$a_M$
a_M
Aceleración Magnus
m/s²
$a_{raq}$
a_raq
Aceleración raqueta
m/s²
$A_p$
A_p
Área frontal pelota
$I_r$
I_r
Inercia raqueta
m²kg
$P_{saque}$
P_saque
Potencia de saque
W
$\theta$
theta
Ángulo de salida
rad
$alpha_i$
alpha_i
Ángulo segmentario
rad
$omega_i$
omega_i
Velocidad angular segmento
rad/s
$t$
t
Tiempo
s
$t_{impacto}$
t_impacto
Tiempo de impacto
s
$t_{vuelo}$
t_vuelo
Tiempo de vuelo
s

ID:(0, 492)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile