Hace unos días leí este artículo “Cinemática del tiro libre en baloncesto” de A. Tan y G. Miller. Explicaron la física detrás del tiro libre de una manera sorprendente.
Después de leer esta pregunta, obviamente busqué en Google un artículo similar que explicara la física detrás del servicio de voleibol.
Encontre estos articulos
- Análisis de Mecánica de Fluidos en Servicios de Voleibol por Pedro Depra – Universidade Estadual de Campinas, Brasil. (Enfoque cuantitativo del servicio)
- “Un análisis del servicio de salto de voleibol” por el Dr. Marion Alexander y Adrian Honish (Enfoque cualitativo, ahora hay demasiadas palabras pero usted no lo hará )
Análisis de Mecánica de Fluidos en Servicios de Voleibol
Introducción
El servicio se considera la primera acción de ataque en los juegos de voleibol. La mayoría de los tipos de servicios se pueden reconocer a través de la postura del atleta antes de que golpee la pelota. Esta información con frecuencia no es suficiente para preparar una recepción adecuada. El comportamiento errático parece aparecer a lo largo de la trayectoria que obstaculiza la recepción. Este trabajo se centra en la caracterización de las trayectorias de la bola de servicio.
La interacción entre la pelota y el aire es tratada por la mecánica de fluidos. Otros autores han analizado el lanzamiento de voleibol. Por ejemplo, Kao et al. (1994) cuantificó un modelo matemático para la trayectoria de un voleibol con púas utilizando pruebas aerodinámicas de túnel de viento.
Aquí estudiamos el comportamiento de las bolas de servicio real a través de la reconstrucción tridimensional de sus trayectorias.Objetivos
El objetivo de esta investigación es: - Estudiar las trayectorias de las bolas de servicio.
- Relacionar las características del movimiento de la pelota con el llamado fenómeno de “crisis de arrastre”
- Cuantificar la fuerza de arrastre y el coeficiente de arrastre.
- Metodología
Un jugador de alto nivel de la liga nacional brasileña realizó cuatro tipos de servicios de voleibol. Los elegidos fueron: el servicio oculto, el servicio flotante, el servicio flotante con salto y el servicio indirecto con salto. En todos los casos, se le dijo al atleta que lanzara la pelota con efectos bajos o sin efectos de giro.
Dos cámaras de video fijas registraron las trayectorias de las bolas en una cancha cubierta, obteniendo dos secuencias de imágenes estereoscópicas. Se seleccionaron 26 tiros, se digitalizaron y se reconstruyeron en 3D mediante el método DLT, aplicando el sistema DVIDEO de Barros et al. (1997) Para cada lanzamiento obtuvimos las coordenadas que corresponden a la posición 3D de la pelota, en su fase de vuelo, cada 1/30 de segundo. Se demostró que la precisión de las mediciones y reconstrucciones 3D era mejor que +3 cm.
Para el análisis adoptamos un sistema de referencia cartesiano con “x” horizontal, en la dirección del lanzamiento, “y” vertical hacia arriba y “z” ortogonal al plano vertical (x, y). De esta forma, obtuvimos un tipo de descripción de las trayectorias que no depende de la dirección del servicio ejecutado.
Las coordenadas (x e y) de cada trayectoria fueron ajustadas por un polinomio de 4º grado de tiempo, permitiendo el cálculo de las velocidades y aceleraciones de las bolas.
Figura 1 – Trayectorias reales (*, +, o) comparadas con
“en vacío ‘idealizados proyectados en el plano vertical- Cómo enseñar voleibol
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Figura 2 – Trayectorias reales (*, +, o) comparadas con
“en vacío” idealizados proyectados en el plano horizontal.Inicialmente, utilizamos los datos de posición de la pelota para comparar todas las trayectorias reales con las idealizadas que se obtendrían para un objeto lanzado con las mismas condiciones iniciales en el vacío, es decir, sin resistencia al aire. Para cada servicio calculamos la posición inicial de lanzamiento y el vector de velocidad en el plano vertical, utilizando los primeros cinco puntos de la trayectoria real de la pelota. Estas condiciones iniciales permitieron el cálculo de la trayectoria bajo la acción de la fuerza gravitacional sola. Las trayectorias reales e idealizadas y (x) de tres servicios se representan, como ejemplos, en la Figura 1. La comparación de estas curvas evidencia el efecto de la resistencia del aire al movimiento de la pelota en el plano vertical.
Los efectos más sutiles como la “flotación” de la pelota que están presentes en muchas trayectorias reales no se pueden ver en las proyecciones del plano vertical porque están atenuados por las intensas acciones de la gravedad y las fuerzas de arrastre. Sin embargo, estos efectos débiles aparecen claramente en la proyección del movimiento en el plano horizontal. En este plano, la trayectoria idealizada esperada es una línea recta dada por Z = O en relación con nuestro sistema de coordenadas. Por lo tanto, cualquier desviación lateral de la línea recta puede atribuirse a errores de medición o interferencia del aire. Tales efectos se ilustran en la Figura 2. Observamos que las amplitudes de las inestabilidades laterales son tan grandes como un radio de bola.
La dinámica de fluidos muestra cómo cuantificar la interacción entre la pelota y el aire. Bajo el efecto de la velocidad relativa entre el objeto y el fluido, la fricción viscosa promueve una fuerza de arrastre FD que se opone al movimiento. La intensidad de la fuerza que actúa sobre una esfera lisa de diámetro D (sección transversal A = pD2 / 4), que se mueve en un fluido de densidad p, con una velocidad V, es:
CD es el coeficiente de arrastre cuyo valor depende del tipo de flujo, de la geometría del objeto y de la velocidad relativa del objeto-fluido. Para una forma dada, el tipo de flujo puede caracterizarse por un parámetro adimensional llamado Número de Reynolds (Re) que considera el tamaño del objeto (D), la (p) y la viscosidad (µ) del fluido, como así como la velocidad relativa objeto-fluido (V). R, viene dado por: 
En la literatura, el coeficiente de arrastre CD se presenta gráficamente en función del número Reynolds CD (Re) (Landau y Lifshitz, 1993). Para valores bajos de Re, el flujo es laminar. Para valores altos de Re aparece un flujo turbulento en la parte posterior de la pelota. Dependiendo del valor de Re, pueden aparecer dos tipos de turbulencias cuya transición es abrupta y se caracteriza por una caída drástica en el valor de CD (factor cuatro o más). Este fenómeno se llama “crisis de arrastre” y ocurre en una región definida por 1 · 105 <Re <3 · 105. Como mostramos a continuación, la velocidad de las bolas, en servicios de alto nivel, corresponde a los números de Reynolds de este tamaño.
En el caso del presente experimento, conociendo las velocidades y las aceleraciones de las bolas, podemos estimar las fuerzas de arrastre, los valores del coeficiente de arrastre (CD) y el número de Reynolds (Re) para cada servicio utilizando las ecuaciones (1) y (2 ) Con la masa de bola (m) y la aceleración de la gravedad (g) obtenemos un modelo bidimensional para CD en función de las aceleraciones (ax, ay,) y de las velocidades (vx, vy) (Depra et al., 1997):
El cálculo de CD y de Re se realizó con respecto a la posición media de cada trayectoria de los 26 servicios ejecutados. Se utilizaron los siguientes valores de las constantes: 
Resultados y discusión
Los resultados de CD (Re) para los 26 servicios se presentan en la Figura 3. La misma figura muestra la curva obtenida de la literatura para una esfera lisa en movimiento (Landau y Lifshitz, l993). El gráfico de la figura 3 muestra que todos los servicios están ubicados en la región de crisis de arrastre (1 · 105 <Re <3 · 105). Observamos que los cuatro tipos de servicios analizados formaron grupos que están ordenados en una secuencia creciente de Números de Reynolds (es decir, de velocidades): servicio oculto, flotante, flotante con salto y servicio indirecto con salto. Los primeros tres presentan una secuencia decreciente de valores de CD, que acompaña a la curva de CD (Re) de la literatura. El hecho de que los puntos estén algo a la izquierda de la curva continua puede interpretarse como un efecto de rugosidad de la superficie de la bola, mientras que la curva continua corresponde a una esfera lisa. Los seis puntos del servicio indirecto con saltos se desvían de la curva propuesta por la literatura. El conocimiento del coeficiente de arrastre nos permite calcular la fuerza de arrastre con la ecuación (l). La figura 4 presenta la fuerza de arrastre en función del número de Reynolds. Notamos que FD aumenta incluso con la disminución de CD. Al comparar el módulo de las dos fuerzas que actúan sobre la pelota, observamos que la fuerza de arrastre alcanza valores 1.4 veces mayores que la fuerza de peso (mg = 2.55 N) en el caso de servicios por encima de la cabeza con saltos. Esa es una indicación de cuánto puede influir la fuerza de arrastre en las trayectorias.
Figura 3 – Coeficiente de arrastre CD versus Reynolds Numder Re.
Puntos experimentales representados con la siguiente convención:
servicio secreto (o); servicio flotante (x); servicio flotante con
saltando (+); servicio de overhand con salto (*)
Línea continua de LANDAU y LISHIFITZ (1993)
Figura 4 – Fuerza de arrastre Fd versus Reynolds Number Re.
Puntos experimentales representados con la siguiente convención:
servicio secreto (o); servicio flotante (x); servicio flotante con
saltando (+); servicio de overhand con salto (*)Conclusión
Este trabajo nos permitió cuantificar las variables cinéticas y dinámicas de las trayectorias de veintiséis pelotas de servicio de voleibol lanzadas por un atleta de alto nivel. Observamos que todos los servicios se ubican en la región de la llamada “crisis de arrastre” y presentan una gran variación del coeficiente de arrastre. Observamos que los cuatro servicios analizados muestran grupos ordenados en una secuencia creciente de Números de Reynolds: servicio oculto, flotante, flotante con salto y servicio indirecto con salto. La fuerza de arrastre es hasta 1,4 veces superior a la fuerza de peso de la pelota. Todo este tipo de cuantificación también puede usarse para comparar las características de diferentes jugadores.
Análisis cinemático de la espiga de salto de la fila de atrás del voleibol
Introducción
Una de las habilidades más dramáticas en el voleibol moderno es el servicio de puntas, o el servicio de salto, que proporciona una habilidad emocionante y dinámica que cautiva a jugadores y espectadores por igual. El jugador comienza a unos cinco metros detrás de la línea final de la cancha, utiliza una carrera rápida y explosiva, un despegue dinámico y una acción emocionante en el pico de su salto que envía la pelota a través de la red a velocidades de más de 27 ms. -1 con giro superior pesado y en un ángulo agudo hacia abajo. El servicio de clavos se ha convertido en un arma ofensiva peligrosa para los mejores equipos de voleibol de la actualidad, ya que un gran servidor de clavos puede producir varios ases en el transcurso de un partido. El servicio de espiga es algo similar a la espiga en la red, excepto que las velocidades después del impacto son algo menores para el servicio en comparación con la espiga (Tant, Greene et al. 1993). Un estudio del pico contra el servicio para jugadores de voleibol universitarios reveló velocidades similares para los atletas masculinos, pero velocidades más bajas para el servicio femenino en comparación con el pico (el salto masculino sirve 19.7 ms-1, el pico masculino 22.4 ms-1, el salto femenino servir 13.2 ms-1, espiga hembra 17.8 ms-1). Un estudio de los picos de primera fila de los jugadores de élite internacionales de voleibol informó velocidades medias de la bola de impacto de 27 ms-1 (Coleman 1993).
En general, se acepta que los principales servidores de salto del voleibol moderno son los jugadores que juegan para Cuba, el mejor equipo masculino del mundo durante la última década. Estos jugadores generalmente son muy altos, a menudo hasta 2.10 my tienen saltos verticales muy altos que les permiten producir un ángulo descendente en la pelota: un hecho exacerbado por el fuerte giro superior que generalmente se aplica. Su fuerza y atletismo también les permite producir velocidades de mano muy altas en el impacto que producen velocidades de bola altas que son muy difíciles de devolver para la oposición. Hay pocas descripciones detalladas de las técnicas del servicio de clavos en jugadores de voleibol de élite, por lo que se sabe poco sobre los ángulos óptimos de las articulaciones y las posiciones del cuerpo para maximizar la velocidad de la pelota. Un examen de los servicios de los mejores jugadores del mundo puede proporcionar información útil sobre la técnica óptima, para que otros jugadores expertos puedan emular esta habilidad y mejorar su propia velocidad y precisión de la pelota. Este análisis se realizó en los jugadores del Campeonato NORSECA 2005, que incluyó a los equipos nacionales de Cuba, Estados Unidos, Canadá, Puerto Rico, República Dominicana y México. Se filmaron más de 300 servicios de salto durante el transcurso de los campeonatos, celebrados en Winnipeg en septiembre de 2005. Los servidores principales se analizaron y compararon con los servidores menos calificados que participaron en los campeonatos, lo que resultó en el siguiente análisis.
El servicio de espiga tiene muchas similitudes con la espiga misma. El jugador golpea la pelota con la máxima fuerza en el pico de su salto, e intenta colocarla para que el jugador contrario no pueda recibirla limpiamente. Se ha sugerido que un pico exitoso está determinado por tres factores, que son probablemente similares a los del servicio de salto: la posición de la pelota en el impacto, la velocidad de la pelota después del impacto y la dirección del movimiento de la pelota después impacto (Chung, Choi et al. 1990). En el saque de salto, la posición de la pelota en el momento del impacto está determinada por el lanzamiento del servidor: un saque efectivo requiere un lanzamiento perfectamente colocado y una carrera perfectamente sincronizada. Cuanto mayor sea el punto de impacto, más nítido será el ángulo descendente del saque, y mayor será el margen de error para que el servidor utilice una velocidad de bola más alta. Esto hace que sea más rápido llegar al otro lado de la red y, por lo tanto, hay menos tiempo para que el receptor interprete el camino de la pelota y se coloque en posición para jugar, lo que aumenta la posibilidad de un error o un pase impreciso.
Figura 1: Secuencia de fotos del pico servido por el mejor jugador internacional. Posición preparada y lanzamiento de pelota
La siguiente descripción describe el servicio de salto para un servidor diestro: las posiciones de los pies y las manos estarían en el lado opuesto para un jugador zurdo. En la posición preparada para el servicio de espiga, el servidor se encuentra a unos 5 m detrás de la línea final y sostiene la pelota en la mano de servicio. Los pies están uno al lado del otro o el pie izquierdo está ligeramente detrás del derecho y apuntan hacia la red. A medida que se da el paso sobre el pie derecho, el brazo derecho que sostiene la pelota se eleva frente al cuerpo para el lanzamiento mediante una combinación de flexión del hombro y flexión del codo. Un método alternativo de juego de pies para el lanzamiento es soltar la pelota ya que el pie derecho está dejando el suelo para el lanzamiento y se está plantando el pie izquierdo. Los servidores de salto de voleibol suelen utilizar el brazo de bateo como el brazo utilizado para lanzar la pelota para el servicio, por lo que un servidor diestro usará la mano derecha para lanzar la pelota. Un estudio del lanzamiento usando cualquiera de las manos concluyó que lanzar con la mano de servicio utilizó un mayor rango de movimiento del brazo de golpe y el tronco en el lanzamiento (Tant y Witte 1991). Estas acciones producen un brazo de palanca más largo y mayor masa para crear una velocidad óptima en la mano. También puede haber beneficios en términos de coordinación y ritmo al usar el brazo de golpe para lanzar la pelota.
La pelota se lleva a una posición delante o justo por encima del hombro derecho y luego se lanza en una trayectoria hacia adelante y hacia arriba. La pelota viaja a una altura significativa de hasta 10 m, luego cae a la posición de contacto a unos 2 m dentro de la cancha. Un lanzamiento preciso es un aspecto importante del servicio experto de clavos y requiere muchos años de práctica para perfeccionar el tiempo exacto, la dirección y la altura requeridos para un servicio confiable.
Figura 2: el lanzamiento de la pelota se realiza con el pie derecho, la pelota se lanza con el brazo derecho, el codo extendido, el cuerpo se inclina hacia adelante. 
Figura 3: El lanzamiento de la pelota también puede ocurrir desde el pie izquierdo, pero esta técnica deja solo los dos pasos finales de la carrera para aumentar la velocidad horizontal, por lo que no se recomienda. 
Figura 4: Lanzamiento de la bola para el servicio desde el pie izquierdo, observe el punto alto de liberación por encima de la cabeza del servidor, ya que un contacto más largo con la bola brinda un mejor control sobre el lanzamiento La clave para un lanzamiento confiable es el balanceo del brazo hacia arriba en el que la pelota debe permanecer en la palma de la mano y la parte inferior del brazo debe permanecer en supinación para sostener la pelota directamente. El movimiento del brazo hacia arriba se produce principalmente por la flexión del hombro y cierta flexión del codo durante la liberación de la pelota, así como por la extensión del tronco. El codo debe permanecer cerca de la extensión para mejorar la precisión en el camino de la pelota para soltar. La pelota debe rodar de las puntas de los dedos girando hacia adelante con el giro superior, para estabilizar el vuelo de la bola y posiblemente ayudar a la generación del giro superior en el impacto. La pelota debe lanzarse lo más alto posible para una mayor precisión, preferiblemente por encima de la cabeza con flexión completa del hombro (Figura 4).
La pelota generalmente se suelta durante el desplazamiento hacia adelante del peso del cuerpo sobre el pie derecho (Figura 2). Sin embargo, se ve que algunos servidores de élite liberan la pelota a medida que el peso se toma sobre el pie izquierdo (Figura 3). Esta técnica es menos deseable porque el servidor solo tiene los dos pasos finales para construir la velocidad horizontal para el servicio. El cuerpo tiene poca velocidad horizontal cuando se lanza la pelota para el servicio, pero después de la liberación, el cuerpo comienza a avanzar hacia la cancha con mayor velocidad. La velocidad de este primer paso, así como la velocidad de la carrera está determinada por la habilidad del servidor: cuanto más hábil sea el atleta, más rápido podrá avanzar hacia el golpe. Cuando se lanza la pelota para el lanzamiento, ya no se ve afectada por los movimientos del servidor, pero continuará su trayectoria parabólica hacia la cancha hasta que sea golpeada por el servidor en el aire en el servicio.Izar
La carrera consiste en 4 pasos hacia el despegue, durante los cuales el servidor acumula impulso hacia adelante que usará para cargar las piernas para el salto. La carga de las piernas es el mecanismo por el cual la velocidad de carrera se ralentiza por una contracción excéntrica de los extensores de cadera, rodilla y tobillo, y esta disminución del peso corporal aumentará la flexión de las caderas y las rodillas y estirará los músculos antes del estiramiento. contracción para el salto. Se ha informado que una carrera más larga está relacionada con un salto más alto en el ataque con jugadores de voleibol expertos, por lo que los servidores que utilizan un enfoque de 4 pasos para el servicio tienen el potencial de saltar más alto (Khayambashi 1977; Maxwell, Bratton et al. 1980 ) La velocidad del centro de gravedad del cuerpo hacia adelante en el servicio se agregará a la velocidad impartida a la pelota desde los movimientos del brazo y el tronco. Cuanto más rápida sea la carrera, más rápida será la velocidad horizontal del CG al impactar y más rápido la pelota saldrá de la mano (Figura 5). Se han informado velocidades horizontales de CG de 2.85 ms-1 para el servicio de salto de jugadores de voleibol universitarios masculinos (Tant y Witte 1991).
Figura 5: Paso largo sobre el pie izquierdo para comenzar la carrera. Un paso más largo está relacionado con una carrera más rápida, una carrera más rápida está relacionada con un salto más alto y un servicio más rápido. El peso se mantiene sobre el pie derecho durante el lanzamiento, y es seguido por un paso más largo sobre el pie izquierdo después del lanzamiento. El paso sobre el pie izquierdo es crítico para lograr una alta velocidad horizontal en el despegue y debe ser un paso largo y explosivo. El paso desde el pie izquierdo hacia el pie derecho es el paso más largo de la carrera, y a menudo cubre una distancia de hasta el 80% de la altura del servidor. Este largo paso hacia el pie derecho se conoce como el paso de la planta, y el propósito de este paso es proporcionar las fuerzas de frenado para la carrera y permitir que el atleta se reúna y se prepare para el despegue. Cuanto más largo sea este paso, más hábil será el servidor y mayor tiempo y distancia tendrá que desacelerar su velocidad de avance y prepararse para despegar hacia arriba (Alexander y Seaborn 1980). El pie derecho aterriza primero en el talón, y luego se toma el peso sobre todo el pie a medida que se flexionan la rodilla y la cadera. La planta del pie derecho es seguida por una flexión profunda en esta pierna de soporte, en preparación para el salto que sigue. Durante este paso, el pie izquierdo se coloca frente al pie derecho plantado, a menudo hasta 50 cm por delante del pie derecho. A medida que se planta el pie izquierdo, se gira hacia la línea media usando la rotación medial de la cadera para que el dedo del pie apunte hacia la línea lateral, o el pie esté casi paralelo a la línea final de la cancha. Esta posición permite que el pie y la pierna izquierdos actúen como un freno efectivo para el impulso hacia adelante de la carrera, así como también coloca el tronco en ángulo con respecto a la red para prepararse para la rotación del tronco hacia el servicio. Se ha informado que la pierna derecha es la pierna dominante para la mayoría de los atacantes diestros, y proporciona una mayor cantidad de la fuerza total para el despegue en el salto de espiga (Wielki y Dangre 1985). Este es también el caso para el servicio de salto.
A medida que el atleta pisa el pie derecho, los brazos se quedan detrás del cuerpo en hiperextensión extrema del hombro: los brazos deben estar horizontales o incluso más allá de la horizontal para alcanzar la posición máxima para que el brazo se balancee hacia adelante (Figura 6). El atleta en la foto adjunta tiene los brazos hiperextendidos en un ángulo de 30º por encima de la horizontal (Figura 6). El primer contacto con el talón del pie derecho debe corresponder con la posición de hiperextensión máxima del hombro. La hiperextensión máxima del hombro se acompaña de flexión del tronco que aumenta el rango de extensión del hombro. El rango óptimo de flexión del tronco durante el giro del brazo está en el rango de 20º desde la vertical. La disminución de los rangos de movimiento en la flexión del tronco o la hiperextensión del hombro puede provocar problemas de tiempo con el movimiento del brazo durante el despegue. El balanceo del brazo puede completarse demasiado pronto en el despegue de salto, y proporciona poca fuerza para aumentar las fuerzas de reacción en tierra durante el despegue.
Figura 6: Paso de planta sobre la pierna derecha, el talón golpea primero y los hombros en hiperextensión máxima por encima de la horizontal, el tronco inclinado hacia adelante. Desde esta posición hiperextendida, los brazos se balancean hacia adelante, hacia abajo y hacia arriba frente al cuerpo para proporcionar mayores fuerzas de reacción vertical en el suelo para el salto. Además, el tronco se mueve de la flexión a la extensión, y esta extensión fuerte del tronco también aumentará las fuerzas de reacción del suelo. A medida que los brazos y el tronco se aceleran hacia arriba, empujan hacia abajo las articulaciones proximales, lo que aumenta las fuerzas hacia abajo en el piso y las fuerzas de reacción hacia arriba en el suelo que actúan sobre el atleta. Los brazos deben alcanzar una velocidad angular casi máxima a medida que alcanzan la posición vertical al lado del cuerpo (Figura 7), luego se aceleran hacia arriba a una posición en la que los brazos superiores apuntan hacia adelante o ligeramente hacia arriba en el despegue. La velocidad y el rango de movimiento del movimiento del brazo durante el despegue es un factor importante para aumentar la habilidad de salto, y los servidores de salto superior tienen un movimiento del brazo doble más largo y rápido durante el despegue. Un giro más largo del brazo hacia atrás a menudo se acompaña de una mayor flexión del tronco, ya que ambos movimientos pueden ayudar a aumentar la altura del salto al aumentar las fuerzas de reacción en el suelo durante la flexión del hombro y la extensión del tronco. Es notable que los servidores expertos realicen el giro hacia arriba de los brazos mientras las rodillas flexionadas comienzan a extenderse para que el movimiento del brazo pueda contribuir a que las fuerzas de reacción del suelo actúen hacia arriba en el servidor.
Figura 7: Planta final del pie izquierdo antes del despegue. El pie se plantó muy por delante del pie derecho en un ángulo con respecto a la línea final, el brazo se balancea a punto de finalizar. Quitarse
Cuando se plantan ambos pies para el despegue, comienza la extensión de las piernas y el tronco para conducir el cuerpo hacia arriba para el servicio. La pierna trasera (la pierna derecha) se extenderá primero, ya que el cuerpo todavía se mueve hacia adelante sobre esta pierna en el despegue. La pierna derecha alcanza la extensión completa antes de la pierna izquierda, lo que sugiere que la pierna derecha hace una contribución significativa a la velocidad vertical en el despegue en el salto para el servicio de espiga. El movimiento del brazo hacia arriba se completa antes de la extensión de las piernas, ya que el movimiento del brazo contribuye a las fuerzas de reacción del suelo al comienzo del despegue antes de que se produzca la extensión de la pierna. El final del movimiento hacia arriba de los brazos también puede transferir el impulso vertical al resto del cuerpo para el despegue. A medida que se produce la extensión de la pierna, el tronco también se extiende para maximizar las fuerzas terrestres. El momento de los movimientos articulares durante el despegue consiste en la flexión del hombro, la extensión del tronco y la extensión de la cadera y la rodilla. El movimiento final para aumentar la altura del salto es la flexión plantar del tobillo, ya que la contribución de los músculos de la pantorrilla en la altura del salto es significativa (Figura 8). Cuanto más extendido sea el cuerpo en el despegue, más alto saltará el servidor, ya que la altura del CG en el despegue contribuye a la altura máxima de salto. El CG en el despegue se eleva en el cuerpo mediante la extensión completa del tronco y la pierna, y con los brazos levantados a una posición casi vertical en el despegue. Un saltador experto puede alcanzar el 60% de su altura total de salto al aumentar la altura del CG en el despegue.
Figura 8: Instantáneo del despegue para el servicio: el pie izquierdo es el último en abandonar el piso, ambas piernas se extienden, los brazos se extienden hacia arriba, el cuerpo casi vertical. Se informó que la velocidad vertical media del centro de gravedad en el despegue para los rematadores de la fila trasera era de 3.59 ms-1 y la altura del salto fue de 0.62 m (Coleman 1993; Huang, Liu et al. 2005). La velocidad horizontal media en el despegue fue de 3.23 ms-1. En un estudio relacionado del salto, se informó que las velocidades horizontales y verticales medias para el centro de masa en el despegue fueron algo menores a 2.76 y 2.77 ms-1 respectivamente (Coleman 2005). Los valores medios para los servidores superiores en el presente estudio fueron velocidades horizontales de 4.20 ms-1 en la planta del pie derecho, y 3.65 ms-1 de velocidad vertical en el despegue. Los valores de velocidad del centro de masa en el impacto de la pelota variaron de -0.33 a 2.76 ms-1, lo que indica que algunos servidores golpearon la pelota al bajar y otros al subir, hecho que también notó Coleman (1993) en la primera fila.
Fase hacia atrás en el aire
En el despegue, el servidor comenzará los movimientos de retroceso para colocar el brazo de golpe en una posición óptima para golpear la pelota. El brazo de golpe se moverá desde una posición elevada delante del atleta a una posición detrás del atleta en la posición de retroceso. El brazo que golpea se mueve hacia atrás de una de las dos maneras (Oka, Okamoto et al. 1975): puede caerse a una posición debajo de la articulación del hombro y moverse hacia atrás en una posición baja con la mano aproximadamente al nivel de la cadera; o puede permanecer en una posición con la parte superior del brazo paralela al piso mientras se mueve hacia atrás. El movimiento hacia atrás del brazo de golpe se acompaña de la rotación del tronco desde una posición orientada hacia la red a una posición lateral a la red. En un servidor experto, el tronco debe moverse como un modelo de dos segmentos, de modo que la cintura escapular y la cintura pélvica (caderas) se muevan como segmentos separados. En el saque de voleibol, a medida que la parte superior del cuerpo se gira hacia los lados en el movimiento hacia atrás, las caderas se giran más hacia adelante para tomar los pares alrededor del eje longitudinal producido por los hombros.
Aquí es importante revisar la Tercera Ley del Movimiento Angular de Newton (Hay 1993) que establece que en un cuerpo en el aire la suma de los pares debe permanecer constante. Cuando las partes del cuerpo se mueven en una dirección mientras están en el aire, otras partes del cuerpo deben moverse en la dirección opuesta para asegurar que la suma de los pares de acción y reacción alrededor de cualquier eje permanezca constante. A medida que los hombros se giran hacia atrás a una posición lateral a la red (torque en el sentido de las agujas del reloj), las caderas (y las piernas adjuntas) se giran más hacia adelante para enfrentar la red (torque en el sentido contrario a las agujas del reloj) para garantizar la suma de los pares alrededor del eje longitudinal. constante. Los servidores superiores comúnmente exhiben esta rotación de la pelvis hacia la izquierda para mirar directamente a la red mientras los hombros se mueven hacia atrás a la derecha para el movimiento hacia atrás del brazo (Figura 9).
Figura 9: El brazo de servicio se mueve hacia atrás detrás del cuerpo en una posición baja con la parte superior del brazo aducida más cerca del tronco, lo que lleva a una mayor rotación medial del hombro en esta fase. 
Figura 10: El brazo de servicio se mueve hacia atrás detrás del cuerpo en una posición alta con la parte superior del brazo abducida 90 grados hacia el tronco y menos rotación medial. 
Figura 11: La rotación de la cintura escapular hacia la derecha se acompaña de la rotación pélvica (cadera) hacia la izquierda; ambos hombros están rotados medialmente, R. muñeca flexionada y antebrazo pronante. El tronco no solo gira alrededor del eje longitudinal, sino que también gira alrededor del eje transversal (de izquierda a derecha) a medida que experimenta la extensión de flexión del tronco durante el servicio. A medida que el tronco se gira hacia los lados hacia la derecha, también se extiende e incluso se hiperextiende durante el movimiento hacia atrás. Esta hiperextensión del tronco se acompaña de hiperextensión de las caderas a medida que el tronco y las piernas experimentan movimientos de reacción de acción alrededor del eje izquierdo derecho. Cuando el bateador se acerca a la altura máxima del salto, las piernas asumen una posición de hiperextensión máxima de la cadera y flexión de la rodilla (Figura 12). Durante los movimientos hacia adelante del brazo que golpea, las piernas se flexionan con fuerza en la cadera y las rodillas se extienden. Este fuerte movimiento de la pierna puede ayudar a la fuerte flexión del tronco, nuevamente utilizando la reacción de acción en el principio del aire. La hiperextensión y rotación del tronco estira los músculos abdominales del tronco, preparándolos para la fuerte contracción que produce la flexión y rotación a la izquierda del tronco durante el servicio. En el punto de máxima flexión de la rodilla, el tronco se gira al máximo hacia la derecha, y el brazo de servicio se abduce y gira medialmente para prepararse para la rotación lateral del movimiento hacia atrás. La capacidad de algunos jugadores para asumir esta posición de rotación medial del hombro (Figura 12) puede estar limitada por una lesión en el manguito de los rotadores que podría restringir este rango de movimiento.
Figura 12: Rodillas flexionadas y rotación del tronco superior hacia la derecha a medida que las caderas giran hacia la izquierda para enfrentar la red de manera cuadrada cuando el servidor se acerca a la altura máxima. Una ventaja adicional de las rodillas flexionadas y el movimiento de hiperextensión del tronco es que ayudan a estabilizar la cabeza durante los movimientos aéreos del servicio. A medida que las patas se flexionan detrás del servidor y los brazos se elevan para el golpe, el centro de gravedad (CG) se mueve hacia arriba en el tronco. A medida que el CG se mueve hacia arriba en el maletero, y luego se mueve hacia abajo en el tronco durante el golpe, la cabeza permanece en una posición nivelada durante un período prolongado de tiempo (Bishop y Hay 1979). Esta es una ventaja para el servidor experto, ya que permite que la cabeza permanezca estacionaria durante la importante fase de seguimiento y contacto con el voleibol. Esta capacidad de mantener la cabeza verticalmente en la parte superior del salto mientras el CG se mueve en el tronco se llama “colgando en el aire”, y se ha documentado en tiradores expertos de saltos de baloncesto. Un examen minucioso del servidor experto revela que la cabeza permanece inmóvil en el plano vertical durante la fase justo antes y durante el contacto con la pelota.
A medida que los hombros se giran de lado hacia la derecha, el hombro que golpea se somete a rotación medial para estirar los rotadores laterales para el movimiento hacia atrás. Los servidores expertos alcanzarán una posición de rotación medial del hombro en la que la palma de la mano está orientada hacia abajo durante la rotación del tronco y el movimiento hacia atrás del brazo que golpea. A medida que la cintura escapular comienza a girar hacia adelante, el hombro que golpea se mueve a una posición de rotación lateral máxima en la que la palma y la parte superior del brazo se enfrentan hacia arriba. Cuanto más contundente es la rotación del tronco hacia adelante, mayor es el rango de rotación lateral al que se mueve el hombro que golpea antes del golpe. La cintura escapular literalmente se mueve debajo del brazo de golpe y deja el brazo y la mano de golpe detrás del tronco en una posición de rotación lateral máxima. La rotación lateral máxima se caracteriza por el antebrazo en una posición paralela al piso, o en casos extremos, incluso paralelos al piso. Esta posición de rotación lateral máxima del hombro coloca los rotadores mediales y los extensores del codo en un estiramiento antes de su importante contribución a la velocidad de la mano (Figura 13).
Figura 13: La posición de rotación lateral máxima coloca los rotadores mediales del hombro en un estiramiento, el tronco está inclinado hacia la izquierda e hiperextendido mientras está directamente de frente. Balanceo de avance de fase en el aire
Desde la posición de hiperextensión del tronco y rotación hacia la derecha, la cintura escapular rotará con fuerza hacia la izquierda y se moverá hacia la flexión. Estos movimientos fuertes del tronco hacen una contribución importante a la velocidad de la mano en el impacto con la pelota. A medida que el tronco y la cintura escapular giran hacia adelante en el golpe, el brazo que golpea se mueve más hacia atrás en rotación lateral y estira los rotadores mediales (Figura 15). El tronco luego comienza a girar hacia adelante y cuando el tronco se acerca a la posición orientada hacia adelante, el brazo comienza a contribuir a la velocidad de la mano. El primer movimiento que ocurre en el brazo que golpea es la rotación medial del hombro y la aducción horizontal, seguida de la extensión del codo, la pronación del brazo inferior, la flexión de la muñeca y la aducción de la muñeca. Un informe sobre las variables de los picos informó que en un estudio de servidores de picos del Reino Unido, se encontró que la velocidad angular media del codo antes del impacto era 1363 grados.s-1, lo que sugiere la importancia de la velocidad del codo en esta habilidad (Coleman 2005) . La pelota se pone en contacto con una mano ahuecada y relajada justo cuando el codo completa su extensión. La muñeca se flexiona y la mano gira hacia adelante debido a la pronación y aducción de la muñeca (Prsala 1981). La velocidad de la mano en contacto es una de las variables más importantes en el servicio de salto, ya que cuanto más rápida es la velocidad de la mano, más rápida es la velocidad de la pelota (hasta cierto punto). La pelota siempre dejará la mano a una velocidad más rápida que la de la mano, debido a la transferencia de impulso de la mano y el brazo más pesados al voleibol más liviano. Un estudio del servicio de jugadores universitarios de voleibol masculino reveló que la mano de los jugadores viajó a 13.6 ms-1 antes del contacto, mientras que la pelota dejó la mano a 19.7 ms-1 (Tant, Greene et al. 1993). En comparación con el pico en el que la mano del jugador viajó a 15.4 ms-1 y la pelota dejó la mano a 22.4 ms-1, lo que sugiere que la velocidad de la mano es cercana al 70% de la velocidad de la pelota después del impacto (Tant , Greene et al. 1993). Un estudio más reciente informó que la velocidad de la mano en el impacto para el servicio de salto fue de 16.1 ms-1 para un grupo de jugadores de élite del Reino Unido, mientras que la velocidad de la pelota después del impacto fue de 23.7 ms-1 (Coleman 2005), un valor nuevamente cercano al 70%. En el estudio actual, la velocidad de la pelota en el impacto para un grupo de nueve de los mejores jugadores promedió 23.48 ms-1 con un valor máximo de 24.24 ms-1.
Figura 14: A medida que la cintura escapular gira hacia la derecha, las caderas giran hacia la izquierda para mantener el equilibrio en el aire. 
Figura 15: Se ha producido una rotación de la cintura escapular hacia la izquierda, dejando el brazo golpeador en una rotación lateral del hombro casi máxima antes de la rotación medial. La pelota se pone en contacto con una mano ahuecada y relajada justo cuando el codo completa su extensión. En ese momento, la muñeca se flexiona y la mano gira hacia adelante (Prsala 1981). La relajación adecuada de la mano durante el contacto es esencial para aplicar la fuerza máxima a la pelota. Relajar la muñeca aumenta el rango de movimiento de los resultados de acción de la muñeca en un golpe más poderoso (Prsala 1981). La mano hace contacto con la pelota con la palma directamente hacia la pelota y los dedos extendidos. La mano se mueve sobre la parte superior de la pelota durante el contacto, produciendo un giro superior en la pelota en vuelo. Este giro superior es importante para estabilizar el vuelo de la pelota y mantenerla en línea con el objetivo. Además, el giro superior hará que la pelota caiga más rápido de lo normal, lo que aumenta la dificultad de un retorno limpio.
La posición de la pierna durante el pico ocurre para tomar las rotaciones producidas por los movimientos del brazo. Desde la posición con las piernas flexionadas debajo del cuerpo, las rodillas se extienden y las caderas se flexionan para absorber la flexión del tronco durante el golpe. Cuando se hace contacto con la pelota, el tronco debe estar casi perfectamente vertical, con las patas del tronco y el brazo de golpe completamente extendido para maximizar el alcance en el impacto. A medida que se extienden las piernas, la pierna izquierda también se abduce en la cadera para aumentar el momento de inercia (I) del cuerpo alrededor del eje longitudinal. Algunos servidores también exhiben abducción de la cadera derecha, lo que también aumenta I sobre el eje largo. Cuanto mayor sea el momento de inercia alrededor de este eje vertical, mayor será la resistencia a la rotación alrededor de este eje, y menor será la reacción del resto del cuerpo a la acción del brazo que ocurre alrededor del eje vertical en el saque.Impacto de fase en el aire
Se debe contactar la pelota a la altura máxima del salto y en el punto más alto posible del alcance del atleta (Figura 16). En el momento del impacto, el brazo de golpe se extiende completamente por encima del hombro de golpe. El tronco también se inclina hacia la izquierda para aumentar la altura de alcance de la mano derecha. Esta inclinación del tronco hacia la izquierda también disminuirá el ángulo de abducción del hombro y disminuirá de alguna manera la posibilidad de choque del hombro. Cuanto mayor es el ángulo de abducción del hombro, mayor es la posibilidad de incidir en la bolsa subdeltoidea y el tendón supraespinoso bajo el proceso de acromion. Los servidores deben intentar utilizar la mayor inclinación lateral del tronco posible para aumentar la altura de alcance y disminuir la posibilidad de choque al disminuir el ángulo de abducción del hombro. Además, la inclinación del tronco lejos de la bola aumentará la longitud del brazo de palanca para la rotación alrededor de la columna vertebral, lo que aumentará la velocidad de la bola en relación con la columna vertebral. La inclinación mayor del tronco mueve la bola más lejos de la columna vertebral y aumenta la velocidad relativa de la bola debido a la rotación del tronco alrededor de la columna vertebral. Sin embargo, una inclinación del tronco demasiado grande puede desequilibrar al jugador en el aire y provocar un camino errático en la mano derecha e impacto de la pelota, o al menos una restricción en el rango de direcciones del servicio.
Figura 16: Contacto para el servicio a la altura máxima y extensión completa de todas las partes del cuerpo, el tronco se aleja de la pelota. 
Figura 17: La inclinación del tronco hacia la izquierda al impactar aumenta la altura del alcance y puede reducir el impacto del hombro si el ángulo de abducción disminuye; aquí el ángulo de abducción puede ser demasiado grande. En el momento del impacto, la pelota recibe un giro superior para estabilizar el vuelo, aunque también hay servicios de salto con retroceso y servicios flotantes. La trayectoria de vuelo de la pelota varía considerablemente según el tipo de giro y la rugosidad de la superficie de la pelota (Depra y Brenzikofer 2005).
Seguimiento y aterrizaje
Después del impacto con la pelota, el brazo que golpea continuará moviéndose a través del cuerpo en extensión y aducción del hombro, mientras que el tronco continúa flexionándose (Figura 18). El seguimiento debe ser lo más largo posible, de modo que la alta velocidad de golpear la mano y el brazo en contacto pueda reducirse en el mayor tiempo y distancia posible. Esto disminuirá la fuerza por unidad de tiempo que debe aplicarse al brazo para disminuir la velocidad. En términos de impulso de impulso angular, el brazo tiene un gran impulso angular que es el producto del momento de inercia del brazo y la velocidad angular del brazo durante el giro. Los músculos deben aplicar un gran impulso angular en forma de contracciones excéntricas para disminuir este considerable momento angular a cero después del golpe.
Figura 18:. Después del impacto, el tronco continúa flexionándose hacia adelante y el hombro continúa extendiéndose para desacelerar la extremidad gradualmente. El servidor debe aterrizar en ambos pies al aterrizar desde el salto. Algunos servidores aterrizan solo en un pie (a menudo la pierna no dominante), produciendo fuerzas de impacto muy altas en la pierna de aterrizaje, un hecho también señalado por Coleman (1993) en la primera fila. Aterrizar en ambos pies disminuirá las fuerzas de aterrizaje en cada pierna a la mitad y también asegurará que el servidor esté listo para jugar a la defensa cuando la pelota sea devuelta del servicio. Sin embargo, esto puede ser difícil dada la cantidad de inclinación del tronco utilizada en el servicio.
Resumen
En resumen, el servicio de salto es una habilidad emocionante y compleja que actualmente realizan casi todos los jugadores de voleibol altamente calificados en todos los niveles de juego. La adhesión a las sugerencias incluidas aquí que describen los movimientos y el tiempo involucrados en la técnica ideal mejorará la habilidad de los jugadores en todos los niveles. Incluso si estas posiciones extremas son difíciles para los jugadores con niveles más bajos de fuerza y flexibilidad, intentar aumentar el rango de movimiento, la sincronización del movimiento articular y la altura del salto mejorarán la efectividad del servicio de salto.
Referencias
Un análisis del servicio de salto de voleibol
Análisis de Mecánica de Fluidos en Servicios de Voleibol