Estoy realizando un programa de
lanzamientos de dardos en Realidad Virtual.
Necesitaría saber los conceptos y fórmulas del
movimiento en tres dimensiones, en concreto los de la
velocidad en cada punto de la trayectoria en cada una
de las tres componentes de la velociada, partimos de
una velocidad inicial y de dos ángulos
Ignacio. Madrid (España). lopezamor@arquired.es
Aunque proporcionas pocos datos
voy a hacer las siguientes suposiciones.
a)Los dos angulos serán el que forma la dirección de
lanzamiento con el plano horizontal(x,y) que llamare
"alfa" y el que forma la dirección de
lanzamiento con el plano vertical que pasa por el
lanzador y el centro de la diana (x,z) y que denotaré
por "beta".
b)Que las "plumas" del dardo no le
introducen ninguna desviación.
c)Que el efecto de sustentación de esas
"plumas" son despreciables. Sin esta
suposición el problema sería extraordinariamente
complejo Voy a tomar los tres ejes de coordenadas
cartesianas de la siguiente forma:
eje Z vertical, eje X horizontal en el plano
lanzador-diana y eje Y horizontal transversal.
Indicaré por V la velocidad inicial de lanzamiento.
1º Si no se tiene en cuenta la fricción del aire las
ecuaciones a aplicar serían:
vx=V·cos(alfa)cos(beta) ; vy=V·cos(alfa)·sen(beta)
; vz=V·sen(alfa)-g·t
x=vx·t ; y=vy·t ; z=V·sen(alfa)·t-1/2·g·t²
ya que según los ejes X e Y los movimientos son
uniformes y segun el eje Z es uniformemente
acelerados.
2º Si se tiene en cuenta la fricción y se estima que
debido a las pequeñas velocidades y la forma
aerodinámica del dardo el régimen se puede
considerar laminar (cosa que tal vez no sea totalmente
cierta) la fricción será proporcional a la velocidad
(a=-k·v). Las ecuaciones a aplicar ahora serían,
llamando Vx, Vy, y Vz a las velocidades iniciales
según los tres ejes:
Vx=V·cos(alfa)cos(beta) ; Vy=V·cos(alfa)·sen(beta)
; Vz=V·sen(alfa)
vx=Vx·exp(-k·t) ; vy=Vy·exp(-k·t) ;
vz=Vz·exp(-k·t)-g·(1-exp(-k·t))/k
x=Vx·(1-exp(-k·t))/k ; y=Vy·(1-exp(-k·t))/k ;
z=(Vz+g/k)·(1-exp(-k·t)-g·t/k
El valor de la constante k habría que determinarlo
experimentalmente para un dardo específico, aunque yo
te sugiero que pruebes valores del orden de 0.5 a
0.005 y que en la simulación den un efecto realista,
si te decides por incluir la fricción.
Antonio Gros. Ceuta (España)
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