Mô hình thiết kế cải tiến máy bắn bóng tennis dựa trên phân tích khí động học chuyển động của bóng tennis

Dương Văn Oanh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 118(04): 143 - 149

143

MÔ HÌNH THIẾT KẾ CẢI TIẾN MÁY BẮN BÓNG TENNIS DỰA TRÊN

PHÂN TÍCH KHÍ ĐỘNG HỌC CHUYỂN ĐỘNG CỦA BÓNG TENNIS

Dương Văn Oanh*

, Phạm Đức Hùng

Trường Cao đẳng Kinh tế Kỹ thuật – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Bài báo giới thiệu một mô hình tính toán thiết kế, lựa chọn các thông số công nghệ chế tạo máy

bắn bóng tennis dựa trên phân tích khí động lực học trong quá trình chuyển động bóng tennis. Quá

trình chuyển động của bóng được tính toán phân tích và mô phỏng bằng MATLAB/Simulink; dựa

vào đó các thông số công nghệ của máy thiết kế, bao gồm: vận tốc bóng, độ xoáy, góc nâng và tần

suất bắn bóng sẽ được lựa chọn phù hợp cho các đối tượng tập luyện khác nhau.

Từ khóa: Máy bắn bóng tennis, khí động lực học,góc nâng, vận tốc bắn, Simulink.

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Sự phát triển của kinh tế giúp mức sống của

con người ngày càng cao hơn, kéo theo các

nhu cầu giải trí, thể thao giúp nâng cao chất

lượng cuộc sống và sức khỏe con người cũng

không ngừng được cải thiện. Tennis trong

những năm gần đây nhận được sự quan tâm

tập luyện đông đảo của các tầng lớp xã hội.

Nhằm hỗ trợ việc tập luyện môn thể thao này

từ các hoạt động phong trào tới tập luyện thi

đấu đỉnh cao, việc thiết kế, cải tiến và chế tạo

máy bắn bóng tennis là rất cấp thiết.

Nhằm phục vụ đại đa số các vận động viên

chơi và tập luyện môn thể thao này; đồng thời

cải tiến các máy hiện có và tránh sự lệ thuộc

vào các sản phẩm ngoại nhập giá thành cao

trên thị trường trong nước, bài báo trình bày

một nghiên cứu nhằm cải tiến thiết kế, và chế

tạo máy bắn bóng tennis với các đặc tính như:

điều chỉnh góc bắn và góc nâng bóng; thay

đổi vận tốc bắn và tần suất bắn bóng; đồng

thời tạo độ xoáy cho bong với các mức độ

khó cho nhiều người luyên tập khác nhau.

Các thông số kỹ thuật này được chế tạo kể

trên được mô phỏng và tối ưu trên phần mềm

MATLAB/Simulink.

*

Tel: 01669686020 ; Email: [email protected]

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Khảo sát mô hình chuyển động của bóng

Trong quá trình chuyển động, bóng tennis

luôn chịu tác động bởi ba thành phần lực sau:

trọng lực, lực cản và lực nâng (hình 1).

Thành phần trọng lực có tác dụng hướng bóng

trở về mặt đất, làm đổi chiều của vector vận

tốc Vz theo chiều thẳng đứng khi trái bóng

được bắn lên. Nếu bỏ qua sức cản không khí,

quãng đường trái bóng di chuyển được tính

như sau:

2

y gt = / 2 (2.1)

Trong đó: g - gia tốc trọng trường, g=9.8m/s2

;

t - thời gian (s).

Hình 1. Các thành phần lực và mô men tác dụng

lên bóng đang bay