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Riflessioni sulla balistica interna di arba e roller - prima parte


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Mario posso farti una domanda per capire meglio?

 

Quando presenti la balistica interna del doppia gomma monoforo, e la confronti poi con quella del doppia gomma doppio foro, parli di una discontinuità nel tracciato della velocità (nel primo caso) che non riesci completamente a spiegarti.

 

La figura di riferimento sono i due grafici n° 19.

 

Come mai quella discontinuità è prevista (e coincide quasi perfettamente) già nella curva teorica? Apparendo un fenomeno sostanzialmente anomalo, nella sovrapposizione tra curva teorica e curva sperimentale, non si dovrebbe vedere una netta differenza?

 

:bye:

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Mario posso farti una domanda per capire meglio?

 

Quando presenti la balistica interna del doppia gomma monoforo, e la confronti poi con quella del doppia gomma doppio foro, parli di una discontinuità nel tracciato della velocità (nel primo caso) che non riesci completamente a spiegarti.

 

La figura di riferimento sono i due grafici n° 19.

 

Come mai quella discontinuità è prevista (e coincide quasi perfettamente) già nella curva teorica? Apparendo un fenomeno sostanzialmente anomalo, nella sovrapposizione tra curva teorica e curva sperimentale, non si dovrebbe vedere una netta differenza?

 

:bye:

 

Ciao Davide, il tuo modo di porre questa questione mi piace molto perché mi consente di chiarire il punto di partenza di questa specifica riflessione sul doppio elastico che evidentemente non sono stato capace di trasmettere.

 

La presenza della discontinuità è un fatto sperimentale. Questa circostanza mi è apparsa qualche anno fa quando rielaborando i filmati ad alta velocità ho eseguito delle misure per verificare come lavorassero gli elastici. Il fenomeno era osservabile su quasi tutti i close-up, tranne che in uno... e da qui è partita un'altra pippa sullo sgancio anticipato di uno dei due archetti.

 

La realtà è che ne sappiamo molto poco, almeno io..., e che mi ero ripromesso di indagare la cosa con il sensore registrando letture ogni cm e mezzo per la coppia di elastici, ma poi non ho più avuto occasione né interesse perché, sinceramente, non mi pare il problema dal quale dipende tutta la balistica degli arbaletes. Ma magari mi sbaglio!

 

Quindi il fenomeno ha manifestato una certa ripetibilità da poter essere in qualche modo preso in considerazione, pur richiedendo maggiori indagini (come ho avvisato nello stesso articolo). E' evidentissimo dai fermo-immagine lo sgancio sequenziale e non simultaneo degli archetti .

 

A quel punto mi sono chiesto come poter spiegare il fenomeno. Premetto: quando una teoria non spiega del tutto un fenomeno è o incompleta o errata, come sa bene chi bazzica con queste cose. Quindi lungi da me il fatto di volerla vendere come spiegazione certa. E il fatto di aver avvisato i lettori chiarendo che (1) ci vogliono più dati e (2) che è un fenomeno che non mi spiego, ha proprio questo obiettivo. Tuttavia come fenomeno osservato, va riportato e un tentativo di interpretazione va fatto.

 

Quindi ho proposto una interpretazione che rende conto del 50% del fenomeno. Quindi per il 50% la spiegazione è errata o incompleta.

 

Ho immaginato di scomporre il fenomeno in due parti:

1) la prima in cui l'asta è spinta da entrambe gli elastici. In questa fase si ha sovrapposizione degli effetti. La forza propulsiva è quella di un molla che ha k =k1 + k2, ovvero la costante elastica che è somma delle due costanti elastiche. Questa forza propulsiva spinge la massa dell'asta e la massa delle due molle.

2) la seconda fase che è quella in cui una molla si sgancia, l'asta ha acquisito una quantità di moto che viene variata dalla contrazione residua della molla rimasta ancora in contatto con essa. Quindi l'asta è ancora sottoposta ad una spinta, ovvero ad una forza. Una forza deve generare una accelerazione e un cambiamento nella quantità di moto. Questa forza sta spingendo, adesso, una massa inferiore a quella che spingevano prima i due elastici in quanto manca la massa di una delle due gomme.

 

Facciamo uno sforzo di astrazione come quello che è necessario compiere per comprendere la prima legge della dinamica. Se fossimo nel vuoto e la spinta si concludesse in quella che ho definito prima fase, nel momento in cui la forza agente sull'asta cessa, l'asta andrebbe avanti a velocità costante grazie alla quantità di moto che ha acquisito. Se l'asta subisce una accelerazione, allora vuole dire che vi è una forza che ne cambia la quantità di moto.

 

Quali altre spiegazioni vi potrebbero essere? Almeno un altro paio (rinculo e resistenze idro) che, però, mi sarebbero costate ulteriori indagini per ammetterne la plausibilità e uno sforzo teorico ben maggiore e, comunque, avevo dubbi su entrambe. In definitiva, non ho trovato una spiegazione completa e soddisfacente.

La realtà ne comprende più di una o le cose stanno in modo ancora diverso? Fin'ora non l'ho capito (e non mi sono dato poi tanta pena per capirlo), ma una spiegazione l'ho voluta proporre proprio perché fosse argomento di discussione.

 

Vi ricordate quando qui, su questo forum, abbiamo iniziato a discutere sul limite di spinta degli elastici ipotizzando le varie velocità limite dovute alle resistenze idrodinamiche? E' stato un periodo divertentissimo (c'era anche più tempo libero) in cui con Stefano abbiamo fatto in parallelo tante misure interessanti. Una di quelle cose che danno davvero senso ad un forum e alle quali fa piacere partecipare. Quel lavoro è culminato in un articolo che scrissi su Arbalogica e ci era sembrato un bel lavoro. Ma già al tempo avevo scritto che c'erano delle cose che non mi tornavano in quel ragionamento. Qualche mese dopo, rileggendo, mi accorsi dell'errore e la nuova riflessione è sfociata in quell'articolo sulla contrazione libera che, spero, almeno gli appassionati del genere ricordino ancora . Se oggi siamo in grado di discutere e valutare la spinta degli elastici in un modo così raffinato è grazie a quelle discussioni e a quell'articolo. Lo dico per quanti non ne avessero contezza: io ho solo introdotto nella pesca subacquea questo argomento e questa spiegazione, ma il fenomeno, anche se solo molto recentemente, è stato oggetto di indagine scientifica - seria - quindi, io, non ho inventato nulla, ma solo applicato conoscenza.

 

Perché dico questo? Semplicemente per farvi tornare in mente l'utilità di discussioni proficue dalle quali abbiamo tutti tratto un vantaggio quantomeno culturale e per ricordarvi che una teoria è giusta fintanto che non se ne trova una più completa e più ampia. Se qualcuno ha in mente che io sia qui a vendere fumo o a fare - solo - il padreterno... non ha proprio capito il personaggio e l'unica cosa che potrà ottenere è che io pubblichi le mie idee ma non le commenti più qui. Equivarrebbe all'oblio? Pazienza!

 

Perché un periodo di collaborazione (non mi riferisco all'amicizia con Stefano che non si tocca!) come quello è finito? Perché mi sono accorto che la fisica e le mie argomentazioni venivano tirate per la giacchetta per portare acqua ai vari mulini senza più quello spirito critico che io ritenevo necessario per una mia partecipazione.

 

Ho scritto tanto! Ma questa era solo... la premessa!

 

L'argomento che mi sta a cuore è quello degli elastici grissino e mortadella di cui Stefano ha prematuramente dectretato la fine in modo un po' superficiale...

Ma ne parleremo dopo. Adesso mi fanno male i polpastrelli...

Modificato da MarioB
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Mario,

innanzitutto bentornato sul forum con lo spirito che ti ha sempre contraddistinto :D

 

Le tue parole ti fanno onore e rendono merito del tuo approccio alla questione.

 

Grazie delle spiegazioni, specie perchè inserite, da quello che hai detto, in un contesto in cui avrai mille altri impegni.

 

Per questo voglio andare subito al sodo su quella che è la mia ipotesi di quel fenomeno.

 

Ero sicuro che la tua analisi partissi da un'osservazione sperimentale a cui cercare di dare spiegazione.

Hai osservato un fenomeno ed hai cercato di dargli un senso "fisico".

 

Io però una mia spiegazione me la sono data.

Logicamente non ne posso essere sicuro perchè non ho a disposizione il materiale che hai avuto tu da Dapiran per effettuare le analisi in questione.

Quindi spetterà a te, se lo vuoi, verificare o meno la cosa: d'altra parte non richiederebbe calcoli o altro, ma una semplice "sbirciata" ai video da cui hai tratto i dati.

 

Ora sembrerà di voler tirare sempre dentro i video di Dapiran, ma sono quelli da cui tu hai extrapolato i dati e pertanto da lì bisogna partire.

Non posso nemmeno postare link a siti non sponsor, ma se andate sia sul sito di Dapiran che sul suo canale youtube, troverete qualcuno dei video ad alta velocità in questiona .

 

Alcuni sono proprio quelli che ha usato Mario per le sue analisi frames by frames nell'ultimo articolo.

Ebbene ... in quei video (anche quelli del 2004 ) è apprezzabilissimo un fenomeno .... che io ho chiamato "l'intruso".

 

"L'intruso" è la vasca dell'ingegnere ... o meglio la sua parete posteriore ( quella che alloggia il guanto).

 

Facciamo come la "Lola" ... del mio ultimo video di pesca ( non so se lo avete visto ) : chi riesce a vedere cos'e' "l'Intruso" ?

 

Dai .... solo un pò di "suspance" ... e poi spiego la mia ipotesi in merito .... ed in merito all'altro fenomeno correlato ed osservato da Mario ( ossia che con accelerazione o senza accelerazione terminale ) dopo pochi cm l'asta ha sempre la stessa velocità ( più o meno ).

 

Dov'e' e cosè l'intruso che può giustificare il fenomeno osservato, a volte, da Mario ?

 

PS: Non ho mai cantato il "de prondusis" ( in ogni caso non ne avrei di certo i titoli, essendo solo un "praticone-stregone-quasi ex-arbageppetto" :D ) agli elastici mortadella.

Gli elastici mortadella hanno un loro razionale, ma meno sui roller ( almeno quelli normali).

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Stefano, che il contatto della parte posteriore del fucile con la vasca durante il rinculo,influenzasse la balistica del tiro l'avevo intuito in qualche modo anch'io, pensavo però che riducesse solo il possibile alzo della testata e non avevo pensato minimamente ad una ipotetica causa del fenomeno descritto sopra da Mario...

 

Interessante :blink:

 

Andrea

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Oggi caschi bene perché sono rimasto a casa acciaccato dal mal di schiena... devo smettere il tirosub!!!

 

Ho capito perfettamente a cosa ti riferisci e provvedo a verificare (tanto mi hai già fatto tirare fuori ieri l'HD con tutti i dati!). Tuttavia, secondo me, non spiega tutto. Ovviamente dovrete fidarvi... non si può fare diversamente.

 

Purtroppo le clip a cui ti riferisci possono servirvi solo indicativamente perché non sono al framerate originale.

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Mario, hai sottolineato più volte che nei fermo-immagine si vede chiaramente il comportamento dell'asta o dell'archetto per esempio.

Le immagini che hai messo nel testo sono però abbastanza sfocate. Almeno io non riesco da dire con esattezza se un'asta si è sollevata o no.

Quanto migliori sono gli immagini originali? Chiedo solo per curiosità.

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Raimund, purtroppo, la differenza di qualità delle immagini tra originale e jpg è considerevole. Tuttavia in alcuni frames le immagini non sono, anche negli originali, definite al punto tale da consentire l'attibuzione esatta della posizione dell'asta o di un'ogiva. In particolare dell'asta. L'ogiva è nel 99% dei casi ben individuabile.

Questa cosa, come dici, porta indeterminazione nelle misure e l'unica soluzione possibile è quella di registrare la posizione dell'immagine successiva. Ripetere tante e tante volte le misure e poi... che te lo dico a fare, lo sai bene!

 

Non conosco dettagli sulla camera usata da Dapiran nel 2004, ma la definizione intrinseca è ottima. In nessun fotogramma si notano deformazioni dovute a problemi di electronic shuttering/flusso di dati alla memoria.

 

L'ipotesi che il picco di accelerazione venisse da un errore nell'analisi delle immagini è stata la prima cosa che ho pensato anche io per cui ho ripetuto più volte l'analisi delle varie clip (sono una decina). Il fatto è che devo aver commesso lo stesso errore in quasi tutte...

 

Per eliminare il dubbio che ci fosse qualche problema con la ripresa, volevo fare le misure con il sensore optoelettronico, ma non ho mai concluso anche per la difficoltà di reperire il modello di fucile adatto.

 

Inoltre, a questo punto, avrei commesso lo stesso errore anche nella clip del 2012 (eseguita con altra cam e analizzata parecchi anni dopo le prime...).

 

Tutto è possibile... però qualche dubbio mi viene!

 

Passiamo al suggerimento di Stefano:

- delle clip del miniJ solo in una il rinculo causa un urto con la vasca (una clip da dietro non utilizzata per le misure...)

- delle clip del SJ in quasi tutte quelle con asta da 7.0 c'è un urto che potrebbe alterare la misura (ma dovrei rifare tutte le misure per saperlo con certezza) in quelle con asta da 6.5 solo alcune presentano il problema dell'urto.

- la clip del potenziatore presenta l'urto, ma chiaramente parecchio dopo il salto di accelerazione rilevato nelle misure. Quindi in questo caso non avrebbe influenza.

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Giusto per dare una idea della definizione originale. Qualcuno saprà che Dapiran ha realizzato delle aste con un gancetto finale per l'ancoraggio del monofilo di nylon. Nella clip del potenziatore si vede molto bene come lavora il gancetto, ma nei fermo-immagine jpg che avevo preparato è impossibile distinguerlo. Così non li ho pubblicati...

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Per causare questo sbalzo è necessaria una quantitá di energia pari a circa 40-50 Joule (calcolata a occhio).

Da dove viene quest'energia? Sicuramente non dall'elastico. Perchè se stimo la distanza di accelerazione a ca. 6 cm e assumo che l'elastico al termine di questa distanza è scarico, all'inizio dello sbalzo dovrebbe aver immagazzinato ancora ca. 1500 N! Che è più che a caricamento completo.

Modificato da raimund
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Non saprei Raimund. Vista l'ora e la precisione richiesta non potrò risponderti prima del w/e. Devo ritrovare i calcoli che ho fatto a suo tempo. Però una delle cose che dici è sicuramente sbagliata: la distanza tra le pinnette di aggancio dovrebbe essere tra 12 e 15 cm. Te lo dirò con precisione nel w/e (anzi domenica xché sabato ho altro di cui occuparmi).

 

P.S. Ho trovato la distanza tra le pinnette: è 16 cm.

Posso chiederti la gentilezza di spiegarmi come hai fatto i calcoli? Se vuoi anche in MP.

Modificato da MarioB
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Ebbene si: "l'intruso" è l'urto !

 

L'urto non è un fenomeno da poco.

E se posso dire la mia, al posto di Dapiran, avrei scartato tutte le clips che presentano questo artefatto.

 

Già la posizione in cui vengono effettuati i tiri è "artificiale" rispetto alla posizione di tiro in acqua: chi tira nella vasca si proietta in avanti con i piedi ben saldi a terra e si appoggia alla vasca con l'altra mano.

 

E' una posizione che già di per sè non riproduce un tiro in acqua, ma è resa necessaria dalle riprese video: consideriamola facente parte del modello.

 

L'urto NO !!!!!!

 

L'urto è un fenomeno che:

- primo poteva essere benissimo evitato.

- secondo introduce dei potenziali "artefatti" al tiro stesso ( artefatti che si possono tradurre anche in un tiro "migliorato" e non necessariamente "peggiorato" ).

 

Ad esempio l'urto contro la parete posteriore della vasca, controbilancia in modo netto non solo il rinculo primario, ma sopratturro il tanto citato da Dapiran rinculo secondario.

 

Impugnate un qualsiasi fucile, spingete in avanti facendo presa sul calcio del fucile ......... e la punta si abbasserà inesorabilemente !!!

 

Per l'analisi, quanto meno del rinculo, l'urto è un elemento di disturbo evidentissimo.

 

In tal senso io non avrei mai pubblicato clips che fossero state viziate da questo fenomeno o, se lo avessi fatto, lo avrei fatto nell'ottica di un confronto con altre clips dove il fenomeno non era presente al fine di verificarne i potenziali effetti.

 

L'urto, a mio avviso, può essere responsabile dell'incremento di velocità osservato da Mario.

Questo perchè, da quanto capito, l'analisi della velocità è fatta sulla punta o sull'archetto/ogiva dell'asta che si muove con velocità diverse rispetto al fucile ( che rincula ) e rispetto alla scala graduata posteriore ( che non rincula).

Fin quando c'e' rinculo viene misurata (usando la punta dell'asta o gli archetti come repere) una velocità che è il risultato della (velocità effettiva - velocità di rinculo ). Nel momento in cui c'e' l'urto viene misurata la velocità effettiva e quindi si ha il picco ( viene a mancare la sottrazione della velocità di rinculo ed in più il rinculo fermato dalla parete posteriore della vasca tende ad incrementare il trasferimento di energia all'asta).

 

Si sommano ben due fenomemi (stop della velocità di riunculo ed aumento di trasferimento di energia) che possono benissimo determinare i picchi osservati da Mario.

 

A dire il vero in alcune clips si nota addirittura che il fucile fa un piccolo balzo in avanti dopo l'urto ( verosimilmente a causa dell'elasticità della parete della vasca) e quindi la velocità dell'asta potrebbe ulterioremente aumentare anche in funzione di questo fenomeno.

 

Mario ho dato un'occhiata al video presente su youtube relativo al potenziatore ( è lo stesso video da cui appaiono estratti i frames del tuo ultimo articolo).

 

Guarda bene : L'urto ( inteso come arresto del rinculo e rimbalzo in avanti, poichè non si vede il calcio del fucile) nella primissima parte del filmato è evidentissimo.

La vasca subisce evidenti deformazioni.

 

Nella seconda parte del filmato non si capisce bene ( sembra non esserci o essere meno accentuato), ma non vedendosi il calcio del fucile non si può dire nulla.

 

Linko il video di youtube ( penso non ci siano problemi):

http://www.youtube.com/watch?v=EActvbc8fVI

 

Se il fenomeno è presente anche nel fucile con potenziatore .... allora al 99% non può essere un distacco prematuro di un solo archetto e la cosa non può essere spiegata col fatto che ad un certo punto viene a mancare una massa: col potenziatore se un braccio si stacca rimane sempre ancorato al tutto il resto. La massa rimane in gioco.

 

Ripeto: per me è "l'intruso" a fare più di un brutto scherzo :D

Modificato da Stefano Soriano
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Hai ragione, ho guardato male la scala sull'acissa. Sul telefonino è facile sbagliare.

Ho stimato la durata dell'accelerazione nella fig.19 che a 6 anzichè a ca. 10-12 cm.

 

Ho fatto le seguenti assunzioni (stimato tutto a occhio nudo):

asta da 365 g (SJ)

velocità prima dello sbalzo: v1= 29 m/s

velocità dopo lo sbalzo: v2= 33 m/s

lunghezza di accelerazione: l= 12 cm

 

Aumento dell'energia cinetica: deltaE = m/2*(v2^2-v1^2) = 0,365/2*(33^2-29^2) = 45 J

Forza nell'elastico necessaria assumendo un'andamento lineare verso zero a fine accelerazione: F=deltaE*2/l = 45*2/0,12 = 750 N

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