Le frecce con spine più rigido vibrano a una frequenza propria più alta

La sintesi di oggi

Le misure vanno tutte nella stessa direzione, e la meccanica dice perché: un'asta più rigida, a parità di massa, vibra più in fretta. Tre frecce da compound della stessa serie, misurate con l'asta libera, vibrano a 74, 77 e 80 hertz dalla più morbida alla più rigida, e un secondo lavoro con un vibrometro laser ritrova lo stesso ordine, 78,3, 80,2 e 83,3 hertz. Un gruppo indipendente, con aste in carbonio, alluminio e cedro, trova lo spine più rigido più in alto in ogni materiale, con una sola coppia in cui la differenza sta dentro l'incertezza. Lo stato resta riportato per tre ragioni. Le due misure più precise vengono dallo stesso gruppo e dalla stessa serie di frecce, e il terzo lavoro è un progetto di corso con un apparecchio non tarato. In nessuna prova lo spine cambia da solo: le aste più rigide sono anche più pesanti, e l'unico confronto che varia soltanto la rigidezza, più 20 per cento e frequenza da 85,4 a 95 hertz, è calcolato con un modello. Infine il passo fra uno spine e il successivo vale pochi hertz, meno del 3 per cento, e un arco più potente abbassa la frequenza della freccia durante il lancio: nessuno ha mostrato che misurarla aiuti a scegliere l'asta.

Formulata anche come: frequenza di vibrazione della freccia; spine e frequenza propria; una freccia rigida vibra più veloce; misurare lo spine dinamico; spine dinamico

Evidenze

• 2001
  A favore Modello Pubblicata dopo

  Nel modello del sistema arco-freccia le frequenze proprie della freccia crescono con la rigidezza flessionale dell'asta e calano con la massa, nelle simulazioni con rigidezze da 2,73 a 5,96 Nm². Calano anche quando l'arco è più potente, perché la spinta comprime l'asta: la frequenza durante il lancio non è una proprietà della sola freccia.

  Lateral deflection of archery arrows · Zanevskyy

• 2011
  A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

  Tre frecce da compound Easton ProTour di 0,715 m con punta in tungsteno da 120 grani, frequenza di flessione libera misurata con uno stroboscopio tenendo l'asta in un nodo: 74 Hz per la 470, 77 per la 420, 80 per la 380, cioè dalla più morbida alla più rigida, in accordo con i 75,2, 77,5 e 80,0 Hz del modello. Alla velocità di 78,2 m/s la freccia compie poco meno di un ciclo di flessione per metro percorso.

  The Behaviour of An Arrow Shot from a Compound Archery Bow · J L Park

• 2011
  Contesto Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

  Le aste più rigide sono anche le più pesanti: 23,0 g la 470, 23,7 la 420, 24,4 la 380, e circa un terzo del peso sta nella punta. La massa in più tira la frequenza verso il basso, quindi lo spine non è isolato dalla massa, e la frequenza sale comunque con la rigidezza.

  The Behaviour of An Arrow Shot from a Compound Archery Bow · J L Park

• 2012
  A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

  Tre modelli di freccia da gara in carbonio su anima di alluminio, Easton ProTour 380, 420 e 470 lunghe 710 mm, tre esemplari ciascuno, misurati con un vibrometro laser a scansione con l'asta libera: prima flessione a 83,3, 80,2 e 78,3 Hz (± 0,4) dal più rigido al più morbido. Gli autori stimano in meno del 3 per cento il passo fra un modello e il successivo, e notano che le aste differiscono anche per massa e geometria. I due modelli numerici prevedono la frequenza entro il 2 per cento, la forma del modo entro il 3 e i nodi entro 5 mm.

  Modelling the three-dimensional vibration of composite archery arrows under free–free boundary conditions · Marianne Rieckmann, James L Park, John Codrington, Ben Cazzolato

• 2012
  Contesto Arcieri Pubblicata dopo

  Nelle riprese ad alta velocità di 16 ricurvisti di livello mondiale la prima flessione delle frecce in volo libero sta fra 80 e 105 Hz, con 13 frecce su 16 fra 80 e 87, quasi tutte Easton X10. Dà l'intervallo reale delle frecce da gara, non un confronto fra spine.

  High-speed video analysis of arrow behaviour during the power stroke of a recurve archery bow · James L Park, Oliver Logan

• 2015
  A favore Modello Pubblicata dopo

  Su una freccia in carbonio spine 500 la frequenza fondamentale misurata è 84,8 ± 0,1 Hz, e un modello a elementi finiti tarato su quella freccia la riproduce a 85,4. Con lo stesso modello, irrigidire l'asta del 20 per cento, come passare da spine 500 a 400, porta la frequenza a 95,0 Hz, il 12 per cento in più, e accorciarla di 5 cm a 96,0 Hz, il 13 per cento in più. È l'unico confronto che cambia la sola rigidezza, ma è calcolato, non misurato.

  Applications of Physics to Archery · H. O. Meyer

• 2015
  Contesto Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

  Robot da tiro con arco ricurvo da gara: il modo di aprire le dita al rilascio non cambia la frequenza di flessione della freccia, fra 83,68 e 88,47 Hz nelle quattro condizioni di rilascio, contro 86,82 (DS 2,27) con un'arciera. La frequenza dipende dalla freccia e dall'arco, non dal rilascio; non confronta spine diversi.

  2A2-T08 Development of Archery Robot : Development of finger mechanism for controllable the bending vibration · Jun Wakatabe, Chisato Kanamori, Ryu Ando, Takeshi Miyazaki

• 2019
  A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

  Identificazione dinamica in laboratorio, con un attuatore che perturba l'asta vincolata ai due estremi, su aste in carbonio, alluminio e cedro di spine diversi: carbonio 300 a 40,3 ± 1,1 Hz contro 34,5 ± 1,9 del 500 e 35,3 ± 1,2 del 600; alluminio 2219 a 40,8 ± 1,8 contro 31,6 ± 1,5 del 1916; cedro 405 intorno a 37-38 contro 31-32 del 520. Lo spine più rigido vibra più in alto in ogni materiale, con l'eccezione di carbonio 500 e 600, che stanno entro l'incertezza. Gli autori avvertono che aste dello stesso spine danno valori molto diversi fra loro e che l'apparecchio andrebbe tarato: è un preprint nato da un progetto di corso.

  Dynamic Characterization of Arrows through Stochastic Perturbation · Ryan Fish, Youzhi Liang, Kyle Saleeby, Jonathan Spirnak, Mingxiu Sun, Xiang Zhang

• 2019
  Contesto Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

  Vincolate ai due estremi, le frecce vibrano fra 31,3 e 40,8 Hz qualunque sia il materiale, molto meno degli 80-100 Hz misurati con l'asta libera: il vincolo cambia il valore assoluto, quindi i numeri di laboratori diversi non si confrontano fra loro, si confronta solo l'ordine.

  Dynamic Characterization of Arrows through Stochastic Perturbation · Ryan Fish, Youzhi Liang, Kyle Saleeby, Jonathan Spirnak, Mingxiu Sun, Xiang Zhang

Storia dello stato

1. 2001 Trasferito L'unica indicazione è un calcolo: in un modello del sistema arco-freccia le frequenze proprie della freccia salgono con la rigidezza flessionale dell'asta, scendono con la massa e scendono anche quando l'arco è più potente. Nessuna asta è stata ancora messa in vibrazione per verificarlo, e con il solo modello l'affermazione è trasferito.
2. 2011 Riportato Arriva la prima misura: tre spine della stessa serie di frecce da compound, misurati con uno stroboscopio tenendo l'asta in un nodo, vibrano a 74, 77 e 80 hertz dal più morbido al più rigido, in accordo con il modello. Lo stesso lavoro avverte che le aste più rigide sono anche le più pesanti, quindi lo spine non è isolato dalla massa. Una prova diretta sull'attrezzatura: riportato.
3. 2012 Riportato Una seconda misura, con un vibrometro laser e due modelli numerici, trova lo stesso ordine sulla stessa serie di frecce, 78,3, 80,2 e 83,3 hertz, e il modello prevede la frequenza entro il 2 per cento; gli autori stimano in meno del 3 per cento il passo fra uno spine e il successivo. Nello stesso anno le frecce di sedici arcieri di livello mondiale, misurate in volo, stanno fra 80 e 105 hertz. Le prove dirette sono due e concordi, ma vengono dallo stesso gruppo e dalla stessa serie di frecce, i cui modelli differiscono anche per massa: lo stato resta riportato.
4. 2015 Riportato Su un'altra freccia, in un altro laboratorio, la frequenza misurata è 84,8 hertz, e un modello a elementi finiti tarato su quella freccia calcola che irrigidirla del 20 per cento, come passare da spine 500 a 400, la porta a 95 hertz, e accorciarla di 5 centimetri a 96: è l'unico confronto che cambia la sola rigidezza, ma è calcolato. Un robot da tiro mostra intanto che il modo di aprire le dita non cambia la frequenza della freccia. Nessuna misura nuova fra spine diversi: riportato.
5. 2019 Riportato Il primo confronto fuori dal gruppo delle misure precedenti, su aste in carbonio, alluminio e cedro di spine diversi vincolate ai due estremi: lo spine più rigido vibra più in alto in ogni materiale, con l'eccezione di carbonio 500 e 600, che stanno entro l'incertezza, e le frequenze cadono fra 31 e 41 hertz perché il vincolo è diverso. È un progetto di corso con un apparecchio non tarato e aste dello stesso spine molto diverse fra loro: la direzione si conferma, lo stato resta riportato.

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