A FÍSICA NO FUTEBOL AMERICANO NA PERCEPÇÃO DA DEFESA

 

Nesse ano aceitei o trabalho de ser coordenador defensivo do “Flamengo Imperadores”, que é a equipe de futebol americano do clube do Flamengo.  É um novo desafio em minha vida, mas a ciência física me ajuda a ajustar alguns pontos que precisamos melhorar para o campeonato brasileiro de futebol americano, que irei citar alguns deles nesse breve texto.

O futebol americano é um esporte que sintetiza princípios físicos complexos, desde a mecânica dos movimentos até a aerodinâmica da própria bola. A dinâmica do jogo é regida pelas leis de Newton: a inércia explica a resistência de um corredor a mudar sua trajetória, a segunda lei determina a força de um jogador em um tackle, dependente da massa e aceleração do jogador, e a terceira lei evidencia a reciprocidade das colisões, onde a força aplicada pelo jogador do ataque gera reação igual no defensor.

A conservação do momento linear é crucial nas colisões. Quando dois jogadores colidem em um tackle, o momento total (massa x velocidade) mantém-se, mas a transferência de energia pode resultar em lesões, destacando a importância do equipamento.   Capacetes absorvem impacto ao aumentar o tempo de colisão, enquanto os shoulderpads (as ombreiras) reduzem a pressão e absorvem o impacto, minimizando danos.

No lançamento do quarterback, a trajetória da bola é determinada pelo ângulo do braço e pela velocidade inicial do passe. Em um passe na lateral, a interceptação do safety (último jogador alinhado na defesa, sua posição inicial é no meio do campo) depende de dois fatores principais: a velocidade do recebedor avançando em linha reta e a capacidade do defensor de reagir e acelerar rapidamente para cobrir a distância necessária.

Enquanto a bola se desloca diagonalmente (na horizontal) em velocidade constante (mantendo uma progressão linear ao longo do tempo), o safety, precisa acelerar de forma contínua para alcançá-la.

A bola avança a uma distância que aumenta proporcionalmente ao tempo. Já o safety percorre uma distância que aumenta conforme o tempo passa. Para interceptar, ele precisa igualar essas duas distâncias no mesmo instante. Se a aceleração do safety for alta o suficiente, ele reduzirá o tempo necessário para alcançar a bola antes que ela chegue ao recebedor.

Quanto maior a explosão muscular do defensor, menor será o tempo requerido para cobrir a distância crítica. Essa dinâmica explica por que jogadores com alta potência de arranque são tão eficazes em interceptações: eles convertem força física em vantagem temporal, antecipando-se à trajetória previsível da bola. A interceptação, portanto, não é apenas um reflexo rápido, mas uma aplicação prática de como aceleração e movimento relativo ditam o sucesso na defesa.

A energia cinética envolvida e a conservação do momento angular durante o salto do safety também influenciam a estabilidade do corpo no ar, permitindo ajustes de orientação para controlar a bola. Assim, a interceptação é uma síntese de cinemática vetorial, dinâmica newtoniana e otimização energética, ilustrando como a física determina gestos técnicos e estratégias decisivas no esporte.

A mudança brusca de direção de um jogador de defesa está diretamente ligada ao controle do centro de massa. Para realizar um corte rápido, o atleta deve deslocar seu centro de massa para dentro da nova trajetória, gerando uma força centrípetaproporcional à velocidade e inversamente proporcional ao raio da curva. Quanto mais abrupta a mudança, menor o raio e maior a força necessária, exigindo alta aderência entre o calçado e o solo, conhecido como atrito estático. O torque também aparece ao inclinar o corpo, o jogador reduz o braço de alavanca, permitindo reorientar o centro de massa sem perder equilíbrio.

Em síntese, o futebol americano é um laboratório de física aplicada, onde conceitos como força, energia, momentum e aerodinâmica se entrelaçam, moldando estratégias e técnicas. Compreender tais princípios não apenas enriquece a apreciação do esporte, mas também ajuda a entender mais sobre esse esporte maravilhoso.

matéria postada por Andre de Lima, licenciando em Física da UERJ e novo coordenador defensivo do time de futebol americano do Flamengo.

 

O que o avião e a bola de futebol americano tem em comum?

Quando se pensa em aerodinâmica é comum imaginar um avião cortando o céu. Porém, esse conceito também se aplica a objetos bem diferentes, como uma bola de futebol americano em vôo. Embora, à primeira vista esses dois itens pareçam não ter nada em comum, os princípios físicos que governam sua movimentação no ar são surpreendentemente semelhantes. Tanto um avião quanto uma bola de futebol americano interagem com a atmosfera de maneira que determinam seu desempenho no percurso.

A atmosfera, ou como falamos comumente, o ar pode ser entendidocomo um fluído de baixa densidade, de modo que, o Princípio de Bernoulli, pode ser aplicado neste contexto. Este princípio físico diz que os pontos de maiores velocidades do fluxo do fluido têm menores são espressões.  Sendo assim, a geometria dos objetos quando em vôo são fundamentais para descrição de sua trajetória.

Embora a forma do avião seja muito complexa, com asas, fuselagem e estabilizadores, o princípio básico de como o ar flui ao redor do objeto permanece o mesmo. As asas de um avião são projetadas sem simetria, o ar flui mais rápido sobre a parte superior do que a inferior, gerando, assim, uma diferença de pressão entre estas regiões, permitindoa sustentação do avião quando em vôo, veja a figura abaixo:

Fonte: Study.com, 2023

Tradução rápida: drag é força de arrasto, lift é sustentação, thrust é a força de empuxo e weight é peso. 

A forma da bola de futebol americano tem um formato oval e simétrico. Quando lançada sem rotação e na direção do eixo maior, não haverá sustentação ao longo da trajetória, pois não tem diferença de pressão entre a parte superior e a inferior. Viajará como um simples movimento lançamento de projétil.

Entretanto, se lançada com rotação, surgirá sustentação da mesma ao longo da trajetória. A rotação da bola altera a forma como o ar flui ao redor dela, criando uma diferença de pressão entre os seus lados, o que, por sua vez, causa uma trajetória curva no plano transversal a direção de lançamento. Esse fenômeno é complexo e ficou conhecido como “efeito Magnus”. 

Assim, tanto nos movimentos da bola com rotação como nas asas do avião, a diferença de pressão devido o fluxo da atmosfera resulta em uma força que irá sustentá-los quando em voo.

Fonte: NerdGirls.com, 2018

Tradução rápida: Direction é a direção do movimento e gravity é aforça da gravidade.

 

Entender as semelhanças entre a aerodinâmica de uma bola de futebol americano e a de um avião não apenas demonstra a universalidade dos princípios físicos, mas também revela como esses conceitos são usados de maneiras práticas no cotidiano. A mesma física que permite que aviões cruzem continentes também é a responsável por permitir que jogadores de futebol americano realizem passes com precisão.

Matéria escrita por André Lima (estudante de Física da UERJ)