terça-feira, 23 de setembro de 2025

Feliz encontro com o time brasileiro de volei masculino

 Fiquei muito contente em encontrar o time de volei brasileiro enquanto eles fortaleciam seus músculos na academia de ginástica que eu frequento! Foi muito bacana sou fã do volei, sempre acompanho aos jogos da seleção. Aproveitei para aprender alguns detalhes do treino deles. Seguem as fotos.

                                                 





O modelo da caminhada e a marcha atlética de Caio Bonfim

 

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.

sábado, 10 de maio de 2025

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.

 

quarta-feira, 19 de fevereiro de 2025

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)


quarta-feira, 11 de dezembro de 2024

Física da natação no ENEM 2024

 

No dia 11 de novembro de 2024, foi realizado o segundo dia da prova do ENEM (Exame Nacional do Ensino Médio) composto pelo conteúdo de Matemática e Ciências da Natureza, que reúne as disciplinas de Física, Biologia, Química.

Neste texto, iremos discutir sobre a questão 120 da prova, cujo o enunciado diz que para os circuitos de maratonas aquáticas realizadas em mares calmos e próximos à praia, monta-se um sistema de 4 boias que determina o trajeto a ser seguido pelos nadadores. Outras informações apresentadas no enunciado é que o circuito deve ser feito em sentido anti-horário e que a corrente marinha é paralela à praia em toda a área do circuito. Lembrando que a questão tinha uma imagem do circuito com os vetores velocidade da correnteza e do nadador. A questão pede para o candidato encontrar o tempo (em minutos) que o nadador completará a prova.



                                                                           Imagem: ENEM 2024

 

A questão é resolvida separando a resolução em quatro partes. Primeiro encontrar o vetor resultante da boia 1 até a 2, através de um triangulo retângulo, a base desse triangulo é o vetor resultante, ou seja, através do teorema de Pitágoras. Depois, encontrar o vetor resultante entre as boias 2 e 3, nessa etapa subtrai-se o vetor velocidade do nadador com o da correnteza. Nos trechos 3 até 4, novamente faremos o cálculo do vetor resultante em um triangulo retângulo. Para calcular o vetor resultante das boias 4 até a 1, basta somar os vetores correnteza e o do nadador.  Para encontrar o tempo total, divide-se a distância de cada trecho (1 até 2, 2 até o 3, 3 até o 4, 4 até o 1) pelo vetor resultante da velocidade de cada trecho. Para finalizar, soma-se todos os tempos obtidos e encontra-se o tempo final que é 65 minutos.

Dentro do esporte podemos observar diversos fenômenos físicos, com isso podemos ter ótimas opções para que o ensino e aprendizado de física. Outro fator interessante, é que essa temática traz uma proximidade do aluno com a realidade que ele vive, praticando ou assistindo, a um determinado esporte muito mais do que com o método tradicional, como por exemplo, utilizar de blocos como exemplo, sem demonstrar uma finalidade para o conteúdo proposto. Outro fator mencionado implicitamente na questão é o fator da biomecânica, que é um dos métodos de estudo de como os seres vivos adaptam-se às leis da mecânica quando movimentos voluntários são realizados.

 matéria postada por André Lima (aluno de licenciatura em Física da UERJ)

terça-feira, 9 de julho de 2024

O chute mais longo do Futebol americano no Brasil

 

O dia 14 de abril de 2024 era para ser mais um domingo normal de futebol americano no Brasil, principalmente, para aqueles que estavam na Arena Toca do Gato em Caraguatatuba, interior de São Paulo. O kicker (chutador) Emerson Martins, do “Corinthians Steamrollers” entrou para a história do FABR, como é conhecido o futebol americano jogado no Brasil.

Ele acertou um chute de 60 jardas contra o “Caraguá Ghosthip”, na 1ª divisão do campeonato paulista de futebol americano, obtendo a marca de chute mais longo em um jogo no Brasil. Considerando que 1 jarda equivale a 0,914 metros, a distância pela bola percorrida horizontalmente foi de 54,86 metros até atingir fieldgoal post (Y na endzone), convertendo 3 pontos para o Corinthians.  Este chute levou 3,5s; considerando que a velocidade média é a razão da distancia pelo tempo, a bola atingiu 15,67 m/s, que equivale 56,41 km/h.  

Embora, a FABR ainda seja uma liga amadora, este lance pode ser comparado com os dos jogadores profissionais da NFL (National football League-USA).

Matéria postada por André Lima, licenciando em Física da UERJ e comentarista e analista no Podcast "Collegecast". 

sexta-feira, 5 de julho de 2024

Física do Salto Ornamental

 

A talentosa atleta brasileira de salto ornamental, Ingrid Oliveira, carimba seu passaporte para os Jogos Olímpicos de Paris 2024! Reconhecida como uma das melhores da história do Brasil em sua modalidade, Ingrid coleciona conquistas impressionantes, como o 4º lugar no Campeonato Mundial de Esportes Aquáticos de 2022 e duas medalhas em cada uma das edições dos Jogos Pan-Americanos e Sul-Americanos.

O Salto Ornamental é um esporte individual que consiste em saltar de uma plataforma elevada, fixa ou não (trampolim), em direção a uma piscina, realizando uma série de movimentos acrobáticos e estéticos. Tais manobras são divididas em diferentes grupos de salto, pois são compostas de diferentes tipos de saída, posição do corpo, giros e etc. Uma posição do corpo comum é o salto grupado, na qual o corpo fica dobrado, com os joelhos encostados no peito e os braços envolvendo as pernas.

Observa-se que ao realizar esse movimento a velocidade de rotação do atleta se mantém ao longo da descida. Tal fato pode ser explicado por um importante princípio físico, o da conservação do momento angular, essa grandeza está relacionada à tendência que o corpo tem de iniciar e manter seu movimento de rotação (“inércia rotacional”).

O princípio da conservação do momento angular diz que o momento angular de um corpo é conservado se o torque resultante sobre o corpo é nulo. Quando Ingrid Oliveira salta do trampolim, desconsiderando a resistência do ar, a única força que age sobre ela é a força gravitacional em seu centro de gravidade, logo, o torque sobre ele é nulo. Com isso, podemos afirmar que o momento angular é conservado.

Ok, mas o que isso tem a ver com o fato de Ingrid rotacionar mais rápido? O momento angular é relacionado com duas outras grandezas físicas: a velocidade angular, quão rápido um objeto está girando em torno de um eixo, e o momento de inércia, que quantifica a dificuldade que um objeto tem de ser girado em torno de um eixo dependendo da distribuição de sua massa. Quando um atleta aproxima suas pernas e braços do seu centro de massa, ou seja, se “encolhe”, ele está diminuindo seu momento de inércia. Como o momento angular é conservado, seu valor permanece constante, ao diminuir o momento de inércia a velocidade angular aumenta.  Com isso, podemos apreciar não apenas as manobras complexas e a beleza dos saltos ornamentais, mas a Física também!

Matéria postada pela Professora de Física Thais Cristini de Souza Aragao, mestranda no programa de Mestrado Nacional Profissional de Ensino de Física no Polo 30. 


sexta-feira, 14 de junho de 2024

A extraordinária velocidade do saque da ponteira brasileira de vôlei.

 Segundo o Ranking da Federação Internacional de Voleibol, o Brasil se encontra em segundo lugar dentre as equipes dos países membros da FIVB, órgão regulador mundial do voleibol. As equipes são classificadas com base nos resultados dos jogos internacionais.

No vôlei, o Brasil é referência em saque e bloqueio. O técnico José Roberto Guimarães utiliza a estratégia de forçar o saque para "quebrar o passe" do time adversário, tirando-o da zona de conforto. Isso faz com que a bola não chegue perfeitamente à levantadora, que precisa se deslocar, dificultando a precisão do levantamento. Como resultado, facilita a “leitura do bloqueio”, que se posiciona corretamente para impedir o ataque adversário.

A ponteira Ana Cristina detém o saque mais rápido entre as mulheres, atingiu 118 km/h (aproximadamente 33m/s) no terceiro set da partida contra a Coreia do Sul. A marca anterior era da sérvia Tijana Boskovic, com um saque a 116 km/h contra a Eslovênia, no Campeonato Europeu.

Tal medição é possível ser feita por conta da Tecnologia utilizada para desenvolvimento das jogadoras. Atualmente é usado o radar doppler que é semelhante ao usado pela polícia para medir a velocidade dos carros, como também o sistema de análise de vídeo, onde câmeras capturam o movimento da bola, e, software especializados analisam o vídeo para calcular a velocidade.

A velocidade média do saque de vôlei é medida utilizando os princípios da Física. Primeiro, mede-se a distância percorrida pela bola do saque à linha de ataque adversária, em seguida, mede-se o tempo que a bola leva para percorrer essa distância com um cronômetro de alta precisão. Aplicando a razão da distância pelo tempo obtêm-se a velocidade, assim, se a bola percorre 9 metros em 0,30 segundos, a velocidade média será 30m/s. Considerando que o saque da Ponteira da Seleção Brasileira foi aproximadamente 33m/s, o tempo que a bola levou para percorrer a distância da quadra foi menor que 0,30s.

Referências

https://pt.wikipedia.org/wiki/Ranking_da_Federação_Internacional_de_Voleibol

https://www.uol.com.br/esporte/ultimas-noticias/2024/05/29/com-saque-mais-rapido-do-mundo-ana-cristina-cresce-na-selecao-de-volei.htm#:~:text=Potência,a%20Eslovênia%2C%20pelo%20Campeonato%20Europeu

Matéria escrita por Kamilla dos Santos de Souza, professora de Física e mestranda do MNPEF da Sociedade Brasileira de Física, Polo 30.

Descrevendo fisicamente os tubos das ondas da praia

 

As ondas consistentes e de alta qualidade de Saquarema garantiram um espetáculo a parte para os fãs do Surfe, ao acompanhar o tricampeão mundial brasileiro, Gabriel Medina, virar o jogo nos últimos minutos e conquistar o título do evento classificatório da WSL, numa segunda-feira de novembro de 2022.

Mas, afinal, o que são essas ondas...senão uma combinação complexa de fenômenos físicos que dão origem aos tubos espetaculares!

A onda é uma forma de se transportar energia por meio da vibração do meio (no caso de uma onda mecânica), no caso das ondas oceânicas, essa energia vem das correntes marítimas e dos ventos do alto mar, que causam uma perturbação nas águas e essa perturbação se propaga por meio da onda até a costa.

Como os tubos são formados? Para entendermos isso, precisamos revisar o conceito de refração. A refração é o fenômeno no qual as ondas mudam de velocidade de propagação, e no caso da onda do mar ocorrem devido a uma alteração na profundidade do solo oceânico.

A velocidade de propagação de uma onda longe da costa é maior do que a velocidade de propagação de uma onda próxima da praia! Desse modo, a velocidade de propagação de uma onda varia de maneira diretamente proporcional à profundidade do local em que ela se propaga. Portanto, como a profundidade diminui ao se aproximar da costa, a velocidade de propagação da água vai diminuindo também, ocasionando a diminuição da sua velocidade e o aumento da amplitude (altura entre a crista e a base da onda).

No entanto, a velocidade de propagação de uma onda não é a mesma em todos os pontos. À medida que a onda se aproxima da praia, a velocidade de propagação na lâmina superior da onda é maior do que na porção inferior da água, que desacelera devido ao declive da costa que vai freando as porções de água da base. Essa diferença entre as velocidades faz com que a crista da onda avance em relação à sua base, formando os tubos característicos que observamos nas praias.

Assim, nosso tricampeão, se utiliza deste fenômeno para fazer manobras e “tirar belos tubos” nas ondas do mar !

Referências

https://cref.if.ufrgs.br/?contact-pergunta=tubos-em-ondas

https://oglobo.globo.com/esportes/conheca-carioca-que-se-dedica-surfar-100-dias-de-tubos-por-ano-no-rio-de-janeiro-24597505

https://ge.globo.com/surfe/noticia/2022/11/07/gabriel-medina-e-campeao-do-challenger-em-saquarema.html-se-dedica-surfar-100-dias-de-tubos-por-ano-no-rio-de-janeiro-24597505

https://ge.globo.com/surfe/noticia/2022/11/07/gabriel-medina-e-campeao-do-challenger-em-saquarema.html

Matéria escrita por Matheus Marinelli (Professor de Física e mestrando no MNPEF da Sociedade Brasileira de Física, Polo 30)

Como a física pode ajudar a ganhar um ouro olímpico no salto com vara?

         No dia 15 de Agosto de 2016, um dos momentos mais memoráveis da Olimpíada do Rio de Janeiro, e do atletismo brasileiro, aconteceu no Estádio Olímpico Nilton Santos. O brasileiro Thiago Braz saltou para 6,03 m conquistando o inédito ouro olímpico para o Brasil no Salto com vara. O brasileiro venceu o favorito francês Renaud Lavillenie e obteve o seu melhor salto até hoje, mostrando a mística do apoio da torcida durante a competição. 

Contudo, quais são os reais diferenciais para que um atleta possa alcançar uma alta performance?

O salto com vara é um esporte que trabalha a alteração e alternância dos tipos de energia mecânica do sistema atleta-vara. No início da prova, o atleta corre com a vara antes de saltar e produz energia cinética, mantendo a vara próxima ao seu corpo e o mais paralela ao solo, evitando assim uma perda de energia maior por efeitos dissipativos do ar. Ao se aproximar do salto, a vara é fixada no chão e se deforma, acumulando energia potencial elástica na vara, energia essa que será utilizada para impulsionar o atleta para cima. Quando a vara começa a retornar para seu formato original, a energia potencial elástica vai se transformando em energia potencial gravitacional. Ao atingir o ponto mais alto, tendo apenas a energia potencial gravitacional, o atleta ainda empurra a vara para baixo o que faz com que tenha um ganho de até 1 metro de altura.

Com isso, podemos perceber que quanto maior a velocidade do atleta, maior será a altura alcançada por ele. Os atletas correm com uma longa vara, entre 4,50 m e 5,00 m, e chegam a velocidades em torno de 8 m/s, para mulheres, e 9 m/s, para homens, alcançando alturas de 5 a 6 metros, respectivamente.

Na final da Olimpíada do Rio, o atleta brasileiro foi o mais eficaz nas etapas de transformação energética, garantindo assim o recorde olímpico e a inédita medalha de ouro para o Brasil.


Referências

https://revistadeeducacaofisica.emnuvens.com.br/revista/article/download/2492/2677#:~:text=Os%20dois%20primeiros%20algarismos%20definem,%2C%20ou%2063%2C420%20kg)

https://bigslam.pt/destaques/atletismo-salto-com-vara-nambauane-de-victor-pinho/

https://ge.globo.com/olimpiadas/atletismo/noticia/2016/08/thiago-braz-retorna-ao-engenhao-e-recebe-medalha-de-ouro.html

Matéria escrita por: Thiago Cabral (Licenciado em Física pela UERJ e mestrando no MNPEF_ Sociedade Brasileira de Física, Polo 30)

segunda-feira, 3 de junho de 2024

Entrevista a Rádio UERJ




 Nesta entrevista concedia a Rádio UERJ em parceria com o evento UERJ com RJ, abordei sobre a importância da Divulgação Científica, principalmente no momento atual de tanta Fakes News. Também apresentei o projeto Física dos esportes, tanto no âmbito do Ensino de Física quanto no âmbito da divulgação científica.


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.



quinta-feira, 11 de julho de 2019

Instituto de Física da Uerj une ciências e esportes


terça-feira, 18 de setembro de 2018

Corrida: bloco de partida





Ainda falando de corrida de curta distancia, muitos avanços foram implementados, mesmo que empiricamente, segundo fundamentos da física newtoniana. Um bom exemplo é o caso da evolução do bloco de partida. 

Nos tempos remotos das olimpíadas da Grécia Antiga, os corredores da prova Stadium, como era chamada a prova de curta distancia, davam a largada em pé e não abaixados como hoje em dia.

A primeira vez que se tem registro de uma saída baixa foi em 1888, num campeonato regional, nos EUA. Aqui podemos fazer um parenteses para chamar a atenção para vantagem que a saída baixa tem sobre a alta. Nos poucos instantes iniciais, o atleta abaixado sofre menos força de arrasto, já que a área frontal do seu corpo está menor, encolhida. A força de arrasto é proveniente da resistencia do ar e se opõe ao deslocamento do corpo no meio, quanto maior a aŕea frontal do corpo maior ela será. 

Na primeira Olimpíada da Era Moderna, os corredores americanos utilizaram esta técnica e sairão abaixados na prova de 100m, e pela primeira vez, levaram a medalha de ouro com Thomas Burke.
A partir daí, todos os atletas, até mesmo de outros países, passaram a adotar a saída baixa, e começaram a fazer buracos na pista para apoiar as pontas dos pés.

Neste ponto que eu quero destacar a clara utilização da segunda lei de Newton, lei da ação e reação, pelos corredores: o pé empurra a parede do buraco para trás e a parede reage empurrando ele pra frente, e assim o corpo do atleta como um todo sai mais rapidamente do estado de inércia. 

Aqui, também está presente a primeira lei de Newton que constata que um corpo só sairá do seu estado de inercia se uma força atuar sobre ele. E neste caso foi a força de reaçao que a parede fez.

Como cada corredor tem sua perna de apoio e tamanho de passada diferente, as pistas começaram ficar muito danificadas, cheia de buracos, e logo apareceu um engrenagem feita de madeira para substitui-los, conhecida hoje como o bloco de partida.

Desde então, os blocos de partida passaram por várias modificações até chegar ao modelo atual, feito de aço leve, ajustável para cada atleta e munidos de sensores eletrônicos que são capazes de identificar se o atleta queimou a largada ou não.