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Type: TESE DIGITAL
Title: Caracterização da trajetória de bolas de futebol : proposta de avaliação a partir de variáveis cinemáticas da bola após o chute
Title Alternative: Ball trajectories characterization : proposal of assessment from kinematic data obtained in real kicks
Author: Santana, Juliana Exel, 1986-
Advisor: Cunha, Sergio Augusto, 1959-
Abstract: Resumo: Os objetivos deste trabalho foram caracterizar a trajetória de uma bola de futebol após o chute; aplicando os modelos teóricos de movimento de projétil em dados experimentais de chute e analisando as variáveis cinemáticas e aerodinâmicas do voo da bola obtidas. Dez participantes foram recrutados para realizar 8 chutes em uma bola estacionária. Para obter a localização da bola durante sua trajetória foi utilizado um sistema de captura de movimento com de 12 câmeras sincronizadas que foram distribuídas ao longo de um volume de 2 m x 5 m x 2,5 m. Esse sistema gravou e reconstruiu as posições 3D de 3 marcadores de 0.018 m de diâmetro colocados na bola, em uma frequência de 250 Hz. Os dados de posição do centro de massa da bola foram derivados numericamente para a obtenção das respectivas velocidades e acelerações. A representação do eixo de rotação e velocidade angular foi feita através dos quatérnions. A média ± desvio padrão da velocidade resultante da bola foi de 14,95 ± 2,57 m/s, 0,44 ± 0,77 m/s na direção médio-lateral (X), 14,18 ± 2,57 m/s na direção anteroposterior (Y) e 4,57 ± 0,82 m/s na direção vertical (Z). A média da aceleração resultante foi de 11,12 ± 2,34 m/s², -1,50 ± 2,16 m/s² em X, -0,33 ± 2,09 m/s² em Y e -8,20 ± 1,28 m/s² em Z. A velocidade angular média foi de 1323,37 ± 330,19 °/s. A média do número de Reynolds e parâmetro de rotação encontrada foi de 2,21 x 105 ± 5,27 x 104. A média dos coeficientes e forças de arrasto, sustentação e lateral encontrados foi de 0,20 ± 0,08 e 1,19 ± 0,71 N, -0,09 ± 0,07 e 0,26 ± 0,31 N, -0,09 ± 0,12 e 0,87 ± 0,48 N, respectivamente. O presente trabalho apresentou uma proposta para obtenção das variáveis cinemáticas e aerodinâmicas da bola de futebol em situação real de chute e caracterizou estas variáveis em função de uma tarefa específica de chute de precisão

Abstract: The aim of this study was to characterize soccer ball trajectories from real kicks, applying the theoretical models of projectile movement to the experimental data, and analyzing the kinematic and aerodynamic variables calculated. Ten participants were recruited to perform 8 kicks of a stationary ball in a defined target. To obtain the ball position during its flight we used a motion capture system, with 12 synchronized cameras distributed through a 2 m x 5 m x 2.5 m volume. The motion capture system recorded and reconstructed the 3D positions of 3 reflective markers of 0.018 m of diameter placed in the ball, at 250 Hz. Ball center of mass positions were derived numerically as function of time so the ball velocities and accelerations were obtained. The representation for the rotation axis, spin and angular velocity of the ball was performed using the quaternions. The results showed that the mean ± standard deviation for the resultant ball velocity was 14,95 ± 2,57 m/s, 0,44 ± 0,77 m/s in the lateral direction (X), 14,18 ± 2,57 m/s in the anterior (Y) direction and 4,57 ± 0,82 in the vertical direction (Z). The mean resultant ball acceleration was 11,12 ± 2,34 m/s², -1,50 ± 2,16 m/s² at X, -0,33 ± 2,09 m/s² at Y and -8,20 ± 1,28 m/s² at Z directions. The mean angular velocity was 1323,37 ± 330,19 °/s. For the non-dimensional parameters, the mean for the Reynolds number was 2,21 x 105 ± 5,27 x 104. The mean drag coefficient and force, lift coefficient and force, as well the sideways coefficient and force were 0,20 ± 0,08 and 1,19 ± 0,71 N, -0,09 ± 0,07 and 0,26 ± 0,31 N, -0,09 ± 0,12 and 0,87 ± 0,48 N, respectively. The present study proposed how to obtain kinematical and dynamical variables for soccer ball trajectories in real kicks and characterized these variables as function of a specific precision kicking task
Subject: Aerodinâmica
Análise de trajetória
Cinemática
Futebol
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEF - Dissertação e Tese

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