sexta-feira, 30 de setembro de 2022

A ciência por trás de um dos maiores arremessadores de basquete do mundo

                         Matéria de Thomás Amaral Macario, graduando do Instituto de Física da UERJ.


Em uma partida de basquete, é possível fazer cestas que valem 3 pontos, 2 pontos ou até mesmo 1 ponto. Um arremesso a partir da linha que está há 6,75m, chamada "linha dos 3 pontos", é o mais difícil de se converter devido à maior distância do atleta para a cesta. Porém, mesmo com tamanha dificuldade, há atletas que se especializam em tal arremesso, um desses atletas é o ex-jogador de basquete Ray Allen.


Nascido em 20 de julho de 1975 nos Estados Unidos, Ray Allen é um ex-jogador de basquete profissional duas vezes campeão da NBA por dois times diferentes. Ray Allen construiu sua carreira com base em sua especialidade, o arremesso para 3 pontos. Dentre diversos lances e arremessos, pode-se dizer que seu arremesso contra o San AntonioSpurs, na final da NBA em 2013, foi um dos mais importantes de sua carreira. Nesse arremesso, o atleta converteu uma bola de 3 pontos nos últimos 5 segundos de jogo, proporcionando o empate e consequentemente a prorrogação, que posteriormente terminaria com uma vitória do Miami Heat, seu time.

Mas o que tornava Ray Allen tão bom em seus arremessos?
Além de muito treino, obviamente, a Física por trás de seus arremessos era muito importante para seu aproveitamento. Ray Allen arremessa, em média, com uma angulação entre 46º e 50º graus da bola para a cesta, com um tempo de arremessos(o tempo no qualo atleta leva para pegar a bola com suas mãos e terminar toda a mecânica de arremesso) de 0.7 segundos, com a bola há uma distância de 2,70 metros do chão, no ápice de seu salto. Sabe-se que para alcançar a maior distância possível em um lançamento oblíquo é preciso que o lançamento comece há um ângulo de 45º graus. 

Querendo alcançar a mesma distância, porém começando o lançamento com um ângulo bem menor ou bem maior que 45º graus, será necessário aplicar uma força maior que na situação anterior, para que o corpo no lançamento saia com uma velocidade inicial maior compensando a angulação do arremesso. O mesmo serve para um arremesso no basquete. O ideal é que a bola saia das mãos dos atletas com uma angulação de 46º a 48º graus em relação à cesta (angulação essa que será explicada melhor no próximo parágrafo) para que possa alcançar uma altura e uma distância suficientemente boa devido a área de contato do aro com a cesta, o que vale a pena ser citado em outra postagem. 

Este ângulo de arremesso no qual o atleta implica está relacionado com a posição da bola em suas mãos no momento do arremesso e a posição da cesta em relação ao atleta. Ao pular para arremessar, o atleta eleva a bola, deixando-a na mesma altura da cesta, estando a bola com grau 0º em relação a cesta.

Voltando ao jogo de 2013 contra o San AntonioSpurs, citado acima. Nesse lance, Ray Allen obteve uma angulação de 48º graus, com um tempo de arremesso de 0.8 segundos, há uma distância de 10 cm da linha de 3 pontos. Percebe-se que os números estão dentro da sua média, dos quais, físicas e matematicamente, seriam próximas ao ideal para o máximo aproveitamento.

Há outros fatores que também afetam no aproveitamento, como a angulação de suas pernas na hora do salto para arremessar, a altura e a velocidade do salto, a rotação por segundo da bola, a distância, altura e envergadura do marcador na sua frente, a área de contato da bola com a cesta, entre outros fatores que cabem serem ditos em outra postagem.

Ray Allen encontrou uma forma de equilibrar os conceitos físicos, biomecânicos e práticos para aprimorar ao máximo seu arremesso, mesmo que a ciência Física não tenha sido estudada por ele. Colocando em prática todos esses conceitos juntos, nos seus treinos, foi possível aprimorar ao máximo e tornar uma ação natural para o atleta.



 



terça-feira, 31 de agosto de 2021

Isaquias, medalha de ouro na canoa C1

 

No dia 6 de agosto de 2021, o canoísta Isaquias ganhou medalha de ouro nas Olimpíadas de Tókio.  Numa prova individual, ele remou, em pouco mais de quatro minutos e cinco centésimos de segundo (4:05:408), os 1000m, deixando em segundo e terceiro lugar a China e a Moldávia.  Isaquias fez uma prova brilhante, nem a chuva, nem o vento que hora apareciam e hora sumiam o intimidaram.  Ele volta pra casa com mais duas medalhas no pescoço, ouro e prata, pra se juntarem as outras conquistadas na Rio-2016.


Ao final da prova, o comentarista da TV aberta, em meios a tantos elogios e palavras que tentavam descrever a façanha do atleta, nos brindou com o seguinte comentário: "...toda vez que o Isaquias afunda o joelho (dentro da canoa), o barco vai para frente e ganha velocidade!"  A primeira vista o comentário dele até pode fazer certo sentido, já que visualmente é isso mesmo que acontece. Mas, da maneira que a frase foi construída dá a sensação que é o joelho que faz a canoa se deslocar na raia aquática.

Na verdade, este é um erro comum que acontece, é a chamada concepção espontânea sobre um determinado fenômeno físico.  É o que o indivíduo explica para o que está vendo porém, não está de acordo com o conceito físico ou científico. No caso particular desta modalidade esportiva, dentro da canoa o atleta fica com uma das pernas ajoelhada e a outra fica dobrada a frente com o pé apoiado no casco. O corpo fica ereto com remo em punho em um dos lados da canoa.  No caso do Isaquias, ele rema do lado direito, portanto, o joelho direito fica ajoelhado e perna esquerda dobrada a noventa graus.

Assim, durante cada remada, a perna esquerda faz um movimento que parece "afundar" dentro da canoa. Na verdade, o corpo inclina-se para frente, fazendo com que o ângulo entre perna e a coxa esquerda diminua o ângulo no início da remada.  Mas, este movimento não produz efeito sobre o deslocamento direto do barco, simplesmente porque  "forças internas não produzem movimento", isto é consequência da segunda lei da Mecânica clássica enunciada por Isaac Newton.  A força imposta pela perna é somente dentro do barco, logo não altera o movimento.

É fácil entender,  basta fazer a seguinte experiência, vamos supor que a prova fosse sem remo, somente através do movimento das pernas dentro da canoa, tentem fazer isso, logo verão que a canoa não sairá do lugar!

O que faz a canoa se movimentar e ganhar cada vez mais velocidade é sem dúvida a boa remada que o atleta tem. A posição do atleta dentro da canoa é de tal modo anatômica que facilita o desempenho da remada.   Assim, o remo empurra a água para trás, e a água deslocada empurra a canoa para frente. Esta é a terceira Lei de Newton aplicada ao movimento da canoa deslizando na água.

 

quarta-feira, 25 de agosto de 2021

O peso da fala do comentarista na partida de volei

 As Olimpíadas de Tókio 2020 aconteceram em agosto de 2021 devido a pandemia do covid19.  Muitas alterações na conduta dos jogos foram necessárias em vista de garantir um ambiente seguro, no que se refere a propagação do vírus, para as equipes e a população local. Por isso, não foi possível ter espectadores nos locais dos jogos, no entanto, estes foram amplamente transmitidos pelas emissoras de TV (no Brasil somente a Globo) e pelas plataformas de internet.  

Durante 15 dias, os olhos se colocaram nas telinhas para acompanhar muitas modalidades esportivas.  Eu, particularmente, quando o sono não atrapalhava, consegui acompanhar várias provas esportivas pela televisão aberta.

Aqui quero chamar a atenção para dois comentários que ouvi durante as transmissões, e que me fizeram refletir como o ensino de Física falhou com estes comentaristas.

Um deles foi na disputa da medalha de ouro do Volei de quadra masculino.  Jogavam os times da França e Rússia. A certa altura o comentarista lançou a seguinte pérola: " Ele tirou o peso da bola", após  a cobrança de saque do time francês.  O peso é uma grandeza física que é o resultado da multiplicação da massa do bola vezes o valor da aceleração da gravidade.  Logo, não é possível alterar este valor com alguma técnica ao cobrar o saque do volei.  Acredito que o comentarista saiba disso, mas na sua linguagem falada não toma o devido cuidado para reproduzir o movimento da bola ao ser lançada com pouca força pelo atleta e com grande ângulo de partida.  Sei que é difícil mudar esta maneira de se referir a um "saque balanceado", porque está tão internalizado na cognição que faltam palavras pra expressá-lo no decorrer da emoção. 

No entanto, a influência que um comentarista tem é tão grande que quando avaliamos as concepções espontâneas dos estudantes observamos este mesmo ponto de vista.

Não somente por isso, mas há uma parcela de contribuição, que os conceitos, conteúdos e resultados científicos perdem sua credibilidade na sociedade, porque são colocados de maneira ingênua e errônea no cotidiano.   


terça-feira, 10 de dezembro de 2019

Artigo publicado no boletim da Sociedade Brasileira de Física

Projeto do MNPEF desenvolve atividades com o corpo em sala de aula para ensinar física

Figura retirada do artigo citado abaixo – Método da Pendura aplicado em sala de aula

O uso do próprio corpo dos alunos como uma ferramenta para aprender um conceito de física é um experimento sem custo e que não depende de laboratório, trazendo conhecimento de maneira lúdica. Foi assim que a professora de física Tatiana Arenas ensinou o conceito de centro de gravidade para alunos de escolas públicas em Niterói no Rio de Janeiro. As atividades foram desenvolvidas em sua dissertação de mestrado orientada pela Professora Rosana Bulos Santiago, que atua no Polo 30 do Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (MNPEF), localizado na Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO). A experiência uniu diferentes áreas do saberes e trouxe reflexão para os estudantes.
Conforme Rosana explica, a ideia surgiu com familiaridade pelo esporte entre ela e Tatiana. Além da dissertação, o projeto resultou em um artigo publicado em 2018 no Caderno Brasileiro de Ensino de Física. Duas escolas tiveram turmas que passaram por esse experimento, entretanto somente uma delas foi selecionada para a análise de dados. Fatores ligados à frequência dos alunos foram fundamentais para essa decisão. Um dos colégios está localizado em uma área de constante violência, o que  afeta a assiduidade nas aulas.
Para levar o conteúdo de centro de gravidade aos estudantes, foram propostos diferentes experimentos em sala de aula, utilizando basicamente o corpo dos alunos em movimentos que desafiavam o equilíbrio, no intuito de dar a sensação necessária para o entendimento do conceito. O objetivo da atividade era levar os alunos a experimentarem o centro de gravidade corporal, sem a necessidade de recorrerem ao formalismo matemático. Dentre os benefícios de realizar uma aula em que os alunos se envolvem bastante estão o surgimento natural do interesse pelo assunto e o desenvolvimento de uma noção intuitiva para a realização dos cálculos, sem que essa seja a primeira etapa do aprendizado.
Outra estratégia usada em sala de aula foi o “método da pendura” (figura acima). Quando um corpo é suspenso por uma extremidade, sua posição de equilíbrio é tal que o centro de gravidade fica em uma linha imaginária que liga o ponto de suspensão ao chão. Em sala de aula, o professor pode improvisar esse método utilizando diferentes figuras geométricas. Nas atividades realizadas por Tatiana em sala de aula, um boneco preso a uma garrafa PET ilustrou esse método, simulando o que aconteceria com uma pessoa.
O  experimento prossegue em etapas com questionários que ilustram as figuras humanas em diferentes posições. Em cada etapa os alunos tiveram que identificar os movimentos e responder se conseguiriam ficar em equilíbrio. Esses dados foram coletados e apresentados por meio de gráficos pelas pesquisadoras. Rosana complementa que experimentos devem ser valorizados pelas escolas, de forma que deem aos estudantes a sensação de apropriação do espaço e construam um olhar de que a instituição escolar deve ser zelada e protegida.
O gosto pelo esporte fez a professora Rosana desenvolver diferentes pesquisas em  Física do Esporte. “Quando a gente conversa com os atletas, com pessoas que têm mais interação com o esporte, eles conseguem responder a uma série de perguntas que também são feitas  na nossa ciência física”, explicou.
O uso da força física para explicar conceitos científicos dá um caráter interdisciplinar e empírico ao ensino. Pensando dessa forma, o saber na sala de aula ganha mais uma ferramenta que atrai estudantes. “Fui pesquisar sobre a pista half-pipe de skate e descobri que a half-pipe tem uma curva matemática muito conhecida e que possui propriedades surpreendentes, a cicloide”, contou Rosana, que  tem outros trabalhos nessa linha orientando alunos do MNPEF, como por exemplo a análise de um golpe de caratê que resultou em uma publicação na revista Física na Escola, da SBF.
A pesquisadora considera o curso do MNPEF uma “iniciativa espetacular que possibilita uma formação continuada dos licenciados em física”. Para Rosana, a experiência adquirida no mestrado profissional entrega saberes e permite reflexão sobre o que é ser professor.
Por Joice Santos
Bolsista Mídia Ciência – FAPESP
Processo 2019/02744-3
Artigo“Proposta para o ensino-aprendizagem do centro de gravidade a partir do equilíbrio do corpo humano”
Rosana Bulos Santiago e Tatiana Arenas
Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 35, n. 3, p. 956-979, dez. 2018
Dissertação de mestrado
“Metodologia para o ensino-aprendizagem do Centro de Gravidade a partir do equilíbrio do corpo humano”
Autora: Tatiana Arenas Mora
Orientadora: Professora Drª Rosana Bulos Santiago
Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física da UNIRIO no Curso de Mestrado Nacional Profissional de Ensino de Física (MNPEF)

domingo, 25 de agosto de 2019

O ouro de Isaquias no Mundial da Hungria




Neste domingo, o baiano, Isaquias Queiroz conquistou o título no Mundial de canoagem velocidade no C1 1000m, prova individual. Foi a segunda medalha dele em Szeged, Hungria: antes, já havia sido bronze nas duplas. O brasileiro foi o único a terminar abaixo dos quatro minutos: 3min59s23. Ao término da prova ele declarou:

- Vim sem estar totalmente preparado, com uma gripe, mas é trabalho. Eu botei o tronco embaixo e fui remando.

Inteligentemente, ao abaixar o tronco, ele reduziu o efeito da força de arrasto, facilitando o seu deslocamento.  Esta força surge devido a presença da resistência do ar sobre o corpo em movimento, que se opõe ao deslocamento do corpo. Assim, quanto menor for a área frontal a direçao de movimento, menor será a força de arrasto.

Com este resultado Isaquias conseguiu se classificar para a próxima Olimpíada em Tóquio.

quarta-feira, 17 de julho de 2019

Como a onda perfeita se forma

Vale pena ver este vídeo sobre como são geradas ondas no mar.

O protagonista é surfista e professor de Física. Ele  explica de maneira bem simples e com lindas imagens, o que são ondas e como são geradas no mar.


terça-feira, 16 de julho de 2019

A velocidade média do saque do voleibol


O vôlei foi criado em 1895, pelo americano William G. Morgan, então diretor de educação física da Associação Cristã de Moços (ACM) na cidade de Holyoke, em Massachusetts, nos Estados Unidos. No Brasil, o voleibol profissional masculino nas quadras teve início no ano de 1954 e ao longo de meio século teve inúmeras conquistas sendo três títulos olímpicos, em 1992, 2004 e 2016 nos Jogos de Barcelona, Atenas e Rio de Janeiro, respectivamente; tricampeão mundial com três medalhas de ouro conquistadas nos Campeonatos Mundiais na Argentina (2002), no Japão (2006) e na Itália (2010) e bicampeão na Copa do Mundo, onde possui cinco medalhas, sendo duas de ouro (2003 e 2007) ambos no Japão.


Hoje o esporte tem um caráter científico na qual pesquisadores e estudiosos contam com ajuda da tecnologia para melhorar o desempenho dos profissionais dentro de quadra. Em 2013, a equipe técnica de Renan dal Zotto, utilizou radares para medir a velocidade dos saques dos atletas com a finalidade de evoluir os jogadores nesse fundamento e alcançar o ponto máximo dos jogadores.No vôlei masculino, o saque é muito importante, pois dificulta o passe do adversário, facilitando o trabalho do bloqueio.

O uso do equipamento permitiu medir, que alguns jogadores sacam em média 110 km/h (aproximadamente 30 m/s) como é o caso de Isaac, Rodriguinho e Wallace. Nas Olímpiadas do Rio, em 2016, o país se consagrou como tricampeão e um dos jogadores que teve grande destaque e que mais salta na seleção é Wallace Souza, que tem 1,98m de altura e consegue se projetar a uma altura de 3,65 no ataque, segundo dados do site da Federação Internacional de Vôlei (FIVB).

Conforme imagem acima, vemos o jogador Wallace se projetar no ataque contra a Itália. Nesse lance ele sobe aproximadamente a um metro do solo e alcança a bola a quase três metros de altura. Nesse momento podem ocorrer duas situações:

·         1ª situação: o time adversário bloqueia o lance que pela física equivale ao Princípio da Ação e Reação em que a bola bate no bloqueio e retorna a quadra com mesma velocidade (aproximadamente 30 m/s), mesma direção e sentido oposto, que seria ponto contra o Brasil.
·         2ª situação: ocorrência real, o time da Itália não conseguiu bloquear a bola do jogador e essa fez um percurso da diagonal descendente em linha reta (movimento horizontal), o que seria descrito por uma parábola, mas devido a alta velocidade e o curto espaço percorrido pela bola, a curva se tornou praticamente uma reta, facilitando os cálculos, e caindo na zona de defesa do adversário a aproximadamente dois metros em relação a linha do meio da quadra, marcando o 24º ponto do último set do jogo a favor do Brasil.

Logo em seguida, a seleção conquistou sua terceira medalha de ouro em Olimpíadas, ficando em primeiro lugar no ranking mundial olímpico, seguido pela Rússia e Estados Unidos.

Referências
·    2017.cbv.com.br/14-17/midia/ultimas-noticias/item/53-historia-do-volei-brasleiro.html consultado em 10/07/2019.
·         https://saidaderede.blogosfera.uol.com.br/2017/03/27/novo-astro-do-volei-alcanca-mais-de-80cm-acima-do-aro-de-basquete/

   Matéria escrita pela professora de Física Carolina Apoliano.