Filippi shield: l’urto con il pallone

Filippi shield: l’urto con il pallone

Lo scudo di Filippi è uno strumento che spesso si vede in campo durante gli allenamenti dei portieri. Viene in aiuto del preparatore, poiché si riesce a rendere costante la precisione dell’esecuzione del gesto, dato che si riduce lo sforzo che deve essere compiuto dall’allenatore. È importante però riuscire a capire la modalità di utilizzo e che differenza vi è con la rete elastica prima di andare ad utilizzarlo in determinate esercitazioni. Un esercizio svolto con lo scudo sarà differente rispetto a quello svolto con la rete elastica, poiché questi due attrezzi differiscono per la loro composizione, ossia lo scudo è una massa rigida di dimensione simili a quella di un pallone, invece la rete elastica è composta da un telaio in acciaio che serve a tendere la rete sulla quale andrà ad impattarsi il pallone.

Il funzionamento dello scudo si basa sugli urti che sono spiegati in fisica come una situazione in cui due oggetti si colpiscono fra loro e la risultante delle forze esterne è talmente piccola da poter essere trascurata. Non tutti gli urti sono uguali, infatti sono classificati in base a ciò che avviene all’energia cinetica del sistema.

L’energia cinetica è l’energia che ha un oggetto con una massa m che si muove ad una velocità v ed è pari a:

K = ½ mv2

Gli urti nei quali l’energia cinetica si conserva sono detti urti elastici, invece se non si conserva K sono definiti urti anelastici.

 

URTO CON SCUDO:

L’urto che avviene tra lo scudo e il pallone possiamo definirlo come urto marcatamente elastico, proprio come quello che avviene quando un giocatore impatta il pallone con la testa. In questa situazione vi è una piccolissima dispersione di energia, dovuta alla deformazione del pallone e della pelle, ma può essere trascurata.

Il pallone si muove verso sinistra ad una velocità vP verso lo scudo, che è fermo. Le masse sono mP (pallone) e mS (scudo), quindi possiamo scrivere la conservazione della quantità di moto in questo modo:

mP * vP = mP * vP,f + mS * vS,f      (vP,f  e vS,f sono le velocità finali)

Poiché si tratta di un urto elastico, le velocità finali devono soddisfare anche la conservazione dell’energia, quindi:

½ * mP * vP2 = ½ * mP * vP,f2 + ½ * mS * vs,f2

Mettendo a sistema queste due equazioni possiamo trovare la due velocità finali:

vP,f = [ (mP – ms) / (mP + mS) ] * vP

vS,f = [ (2 * mP) / (mP + mS) ] * vP

Considerando le masse come uguali possiamo quindi affermare che la velocità finale del pallone sarà nulla e invece la velocità dello scudo sarà uguale alla vP. Ovviamente durante l’esercitazione lo scudo è mantenuto in posizione dal preparatore, quindi si può considerare la velocità finale dello scudo come nulla, ma per soddisfare la conservazione dell’energia e della quantità di moto la velocità finale del pallone dovrà essere uguale alla vp, ma con verso diverso ( vP,f = -vP ).

Se il preparatore durante l’urto imprime forza con le braccia in direzione opposta alla palla può portare ad una velocità finale del pallone doppia ( vP,f = -2vP ).

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