O
professor Otaviano Helene, do Instituto de Física da USP, desenvolveu um modelo
simples e elegante para descrever a caminhada humana. A ideia central é
explicar por que existe uma velocidade “natural” para o andar, aquela em que o
corpo gasta menos energia e o movimento se torna mais eficiente. Segundo esse
modelo, a velocidade média pode ser estimada pela fórmula: V = 0,9√(gL) sen(θ/2), nela,
g é a gravidade local, L o comprimento da perna e θ o ângulo de abertura de uma passada. A
equação se baseia na analogia entre a perna e um pêndulo, onde a oscilação dita
o ritmo do movimento.
Em sala
de aula, resolvemos aplicar este modelo à Marcha
Atlética, com os resultados do brasileiro Caio Bonfim, campeão mundial dos
20km neste ano em Tóquio. Nesta prova, ele obteve a velocidade média de 15,27km/h. Sabendo que Caio mede 1,74m, estimando o
comprimento da perna dele em 80cm, e considerando a gravidade em Tóquio como
9,797m/s2 , ao usarmos a expressão acima para velocidade encontramos
um valor de sen(θ/2) maior do que 1! Valor fora da região de validade do seno.
Em
outras palavras, não existe ângulo θ
que permita ao modelo reproduzir as velocidades reais da Marcha Atlética. A conclusão
é clara: o modelo de Helene descreve bem a caminhada
comum, mas não se aplica à este esporte. Afinal, nessa modalidade, o corpo utiliza
outros ajustes biomecânicos — como a rotação do quadril e a extensão máxima da
passada — que fogem ao comportamento simplificado de um pêndulo. Ainda assim, a
experiência foi extremamente proveitosa. Ao testar um modelo em condições
diferentes, descobrimos seus limites e reforçamos a beleza da Física: ela nos
ajuda a compreender tanto o cotidiano simples de uma caminhada quanto as
performances extraordinárias de atletas de elite.
Matéria produzida por Lucas Gabriel S. Diniz, aluno do curso Física Aplicada aos Esportes da UERJ.
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