Será que foi realmente o melhor tempo do ano?

Havia uma grande expectativa sobre o desempenho de Usain Bolt no Mundial de Atletismo realizado na cidade de Daegu - Coréia do Sul. Essa expectativa se justifica, pois era a maior competição do ano, além do atleta estar vindo de uma lesão. Na prova classificatória Bolt obteve o resultado de 10,10 s, se classificando para a semifinal, prova em que obteve o resultado de 10,05 s. Esse tempo obtido na semifinal colocou na final com o segundo melhor tempo, fazendo com que corresse na raia 5. Na final houve uma grande surpresa, Bolt queimou a largada, sendo desclassificado. Em uma nova largada, o atleta jamaicano Yohan Blake venceu a prova, se tornando campeão mundial dos 100 metros com o tempo de 9,92s. Junto com a classificação final contendo o tempo de cada atleta, é divulgada a informação sobre a condição do vento durante a prova, como pode ser visto no site da competição (http://daegu2011.iaaf.org/ResultsByDate.aspx?racedate=08-28-2011). Nessa prova o vento estava a -1,4 m/s. 

O que significa o sinal de negativo na velocidade do vento?

Para caracterizar o vento temos o sinal, negativo ou positivo, para informarmos o sentido do vento. No caso desta prova a direção era a mesma do deslocamento do atleta e o sentido era oposto ao movimento dele, já que temos o sinal negativo.

O vento é de fundamental importância em provas curtas (como é a prova de 100 metros), como podemos observar pelo critério de vento com velocidade máxima de 2m/s para homologação de recordes. Isso ocorre devido a influência do vento na força de arrasto, ao qual o atleta é submetido ao se locomover.

Após a final do Mundial Bolt declarou que iria buscar a melhor marca do ano na prova, fato que ocorreu no dia 16/09 em Bruxelas – Bélgica. Ele obteve o resultado de 9,76 s com o vento a 1,3 m/s. Mas, se pudéssemos comparar os resultados em condições iguais de vento, essa seria a melhor marca do ano até o momento?

Para realizarmos essa comparação “mais justa” temos um modelo físico-matemático, proposto por Pritchard em 1993, que propõe uma forma de comparar através de uma equação baseada em conceitos da mecânica dos fluidos e algumas considerações.

Ao aplicarmos esse modelo para o tempo de Bolt obtemos o tempo de 9,83 s como se ele tivesse corrido com vento nulo. Fazendo o mesmo procedimento para o resultado de Blake no mundial, prova disputada com o vento contra, temos o tempo de 9,83 s. Por isso, ao compararmos essas duas performances “teríamos um empate”. Ao consultar o site da IAAF pode-se observar que Blake teve seu melhor desempenho com o tempo de 9,82 s, em Zurich, na Alemanha, com o vento nulo. Daí podemos dizer que se levarmos em consideração as contas desse modelo Bolt ainda não teria atingido seu objetivo. 

(Postagem de Osmar Preussler Neto, Professor de Física da rede estadual do RJ)
Esta corrida pode ser visualizada no link abaixo:

http://www.youtube.com/watch?v=V_Cv4HSWeaM

A Falsa Largada de Bolt em Daegu

O Mundial de Atletismo que ocorreu este ano na Coréia do Sul, na cidade de Daegu,  trouxe á tona uma série de questionamentos, antes não levantados pelos telespectadores que apreciam as provas de pista.  Esta parte do atletismo, disputada deste os tempos das primeiras olimpíadas na Grécia (776 A.C.), tem tradição e público cativo mesmo nos tempos modernos.  É capaz de levar multidões de pessoas as arenas de competições.    A corrida de 100m rasos é a mais esperada por todos, embora polêmico do ponto de vista de definição física, atribuiu-se o título de “Homem mais rápido do mundo” ao vencedor desta prova.  Nos últimos campeonatos, ninguém foi mais rápido do que Usain Bolt; atleta jamaicano que venceu o Mundial da Alemanha 2009, com o exíguo tempo de 9.58s!

Afastado das competições desde os meados 2010, Bolt era aguardado em Daegu. Nas eliminatórias ele cruzou o percurso com facilidade, 9.86s, bem a frente dos seus concorrentes. Mas o inesperado foi vê-lo queimar a largada e ser desclassificado na final dos 100m!  Para nós que víamos a prova pela televisão, ficou a pergunta: Como Bolt instantaneamente soube que foi ele quem havia largado antes do sinal sonoro tocar? Como que os jurados em tão poucos instantes atestam a falsa largada? 

Nas provas de corrida de curta distancia o tempo mínimo admitido para um corredor sair da inércia e começar seu movimento de partida é 100ms após o tiro sonoro (suponho que este tempo esteja relacionado ao tempo mínimo de reação humana a um estímulo auditivo). 

Mas, aos olhos nus, isto é quase imperceptível!   

Nestas provas de corrida são colocados blocos de partida com sensores capazes de atestar a variação de pressão dos pés dos atletas ali encostados.  Através de software adequados são produzidos gráficos de intensidade da pressão em função do tempo para cada corredor, que discutiremos a seguir e por nós obtidos no site científico http://www.sportsscientists.com/ .

A figura apresenta a intensidade dos pés dos atletas Wallter Dix (raia 4, a superior), Bolt (raia 5, do meio)e Blake (raia 6, de baixo).  As linhas verticais em cada raia representam os seguintes instantes: a cinza significa o momento do tiro sonoro, a verde o tempo mínimo da largada, e a vermelha o momento que de fato o atleta largou.   Como pode ser verificado Bolt largou 104ms antes do disparo. W. Dix 139ms e Blake 153ms, ambos após o tiro.  
Vendo este gráfico não há dúvidas que Bolt queimou a largada e ele mesmo percebeu que saiu antes do disparo!   
Mas, por que isso aconteceu?  Bolt sabia que seus concorrentes não apresentavam tempos que o assustassem.  
Olhando ainda esta figura observa-se uma pequena alteração na raia do Blake  (círculo) que talvez represente uma tentativa de partida dele antes do sinal sonoro. Talvez, e muito talvez, este pequeno movimento tenha, enganosamente, levado Bolt a se antecipar, e partir antes da hora! 

No mais, somente ele mesmo para dizer! 

http://www.youtube.com/watch?v=kiIDlaujtZc&feature=related (prova final)

Fabiana Murer: Campeã Mundial de Salto com Vara em 2011

Ao saltar 4.85m em Daegu, na Coréia do Sul, Fabiana Murer conquistou a primeira medalha de ouro para o Brasil em Mundiais de Atletismo em pista aberta. Motivo de orgulho para a nossa nação que além de passar por uma fase ruim neste esporte, nunca teve um atleta que chegasse tão longe nesta modalidade!

O auge do sucesso de Fabiana aos 30 anos é resultado de uma longa trajetória de empenho e dedicação individual, somado ao seu talento. Devido à falta de investimentos no Brasil, os salários e viagem da sua pequena equipe são pagos por uma empresa privada, incluindo aí, seu técnico Elson Miranda, e a co-orientação do russo Petrov, há 10 anos.

Imediatamente após o encaixe da vara, o movimento do corpo da atleta pode ser visto como de lançamento de projétil (catapulta). Atingirá grandes distancias a medida que a velocidade de chegada da atleta for a maior possível e o ângulo da vara com relação ao solo seja o mais próximo de 45º. Fabiana surpreende a todos por ter domínio absoluto de sua técnica; após finalizar seus 18 precisos passos atingi 29,8km/h, e é uma das poucas atletas que consegue encaixar a vara no poço de uma maneira quase ideal!

Por outro lado, todo esforço desta atleta fenomenal seria em vão se o aprimoramento dos novos materiais de carbono não estivesse tão avançado! Possibilitando a produção da vara de fibra de carbono e resina de epóxi com núcleo de fibra de vidro, material bastante leve e flexível. Medindo 4,6m, pesa apenas 2kg.


 http://www.youtube.com/watch?v=yKaF4RD7dtI

Emanuel: Tricampeão Mundial de Volei de Praia

Quando criei este blog, decidi que ele não seria do tipo que descreve os acontecimentos ocorridos pelo autor, e sim resultado de uma reflexão de conteúdos científicos contextualizados no dia a dia dos diversos esportes. Mas, hoje me permito quebrar esta regra, e contar o que vi nesta manhã de pouco sol, na praia do Leme, no RJ. Fui brindada ao esbarrar ocasionalmente com o treino do consagrado jogador de vôlei Emanuel e seu recente parceiro Alison Cerutti, atuais detentores da medalha de ouro do Mundial de Vôlei 2011, ocorrido em Roma.

Emanuel é um dos maiores atletas desta modalidade, nem tanto pela sua altura de apenas 1.90m (para o vôlei, considerada estatura mediana), mas sim no que se refere às inúmeras vitórias e títulos ao longo de sua carreira. Ele é tricampeão Mundial (2011, 2003, 1999), campeão olímpico em Atenas (2004), bronze em Pequim (2008). Foi escolhido como o Atleta da Última Década do Século na votação patrocinada pela Federaçao Internacional de Volei (FIVB), e atualmente é o maior vencedor do Circuito Mundial de Vôlei de Praia. Calculem a minha emoção ao me dar conta que eu era a única pessoa que constituia a platéia naquele momento mágico!

As jogadas são exaustivamente repetidas, saques, levantadas, cortadas, sequências com combinações dos fundamentos, entre outros. Como não poderia deixar de falar de física, pude perceber o recurso do levantamento via manchete, possibilitando o atacante ganhar mais tempo, vencer a dificuldade de deslocamento na areia por conta do grande atrito, e alcançar a bola. Diferentemente do volei de quadra quando o levantamento é feito com o movimento chamado “toque”, no levantamento via manchete a bola ganha um movimento muito mais verticalizado, ou seja, a componente da velocidade da bola na vertical é bem maior do que a da horizontal. De modo que a técnica de recepção do atacante também é diferente daquela do volei de quadra, e creio eu, um pouquinho mais difícil. Lamentei não ter levado meu celular para filmar o que vi !

Só o Cielo dos 50m livre para ganhar do Cielo dos 50m borboleta

Depois de muita polêmica, preocupação e aflição, César Cielo conseguiu competir no Mundial de Xangai. A competição organizada pela FINA (Federação Internacional de Natação) entrou para a história do Brasil. Foi a melhor campanha que já tivemos. César Cielo conquistou o ouro nos 50m livre e nos 50m borboleta, duas provas que ele nunca irá esquecer. O nadador brasileiro ainda foi escolhido por voto popular, como representante da América do Sul na cerimônia de encerramento. Depois desse brilhante desempenho de Cielo, a pergunta que não quer calar é: ”Alguém consegue ser mais rápido do que o nosso campeão?” Isso só o tempo dirá, porém, achamos que o primeiro desafiador a altura dele seria o próprio Cielo. O que aconteceria caso o César dos 50m livre e o dos 50m borboleta se enfrentassem raia a raia? A resposta é muito intrigante, utilizando os tempos deste mundial para comparação (21,52s no estilo livre e 23,10s no estilo borboleta) e fazendo o cálculo da velocidade média de cada estilo, o nadador do nado livre chegaria ao final da prova com uma vantagem de aproximadamente 3 metros e 42 centímetros na frente do que estaria nadando borboleta. Ou seja, quase dois corpos de vantagem! Isso fica ainda mais intrigante se comparada a pequena diferença de pouco mais de um segundo nos tempos destas provas. O que se deve essa tamanha diferença na velocidade dos estilos? Que fatores contribuem para que o atleta se desloque com maior ou menor facilidade? Como a física pode ajudar a explicar isso? Bem, como consideramos o mesmo nadador e a mesma piscina, fica claro que o diferencial entre os dois tempos é o estilo do nado. Acontece que no nado livre (ou o crawl como é mais conhecido) o atleta fica com o corpo todo paralelo a superfície da água, somente seus braços saem da água para realizar o movimento de impulsão. A força associada a resistência da água – força de arrasto- está basicamente concentrada nos ombros e cabeça. Por outro lado, no nado borboleta, o atleta nada numa posição mais inclinada em relação à superfície da água e tem que lançar boa parte do seu corpo para fora d’água para, então, pegar novamente impulso e continuar a se locomover. Devido a isso, o nadador tem uma área frontal muito maior para ser “deslocada” contra a água, enfrentando assim uma resistência mais forte ao seu movimento. Como também, ele perde tempo e energia cinética subindo e descendo o corpo. Obviamente, existem outros fatores relevantes do ponto de vista físico e psicológico do atleta que influenciam o resultado. Mas, podemos afirmar que a força de arrasto que se opõem ao deslocamento do atleta é maior no nado borboleta do que no livre. Portanto, este aspecto teve grande parcela de culpa pela derrota de César Cielo na prova de nado borboleta contra ele mesmo na prova de nado livre. A física dos esportes foi até Xangai para responder as perguntas! (Esta materia foi escrita por Kauê Luan P. Azevedo, aluno de Licenciatura em Física da UERJ)

Orientação: o esporte que usa a bússola

A quinta edição dos Jogos Mundiais Militares aconteceu neste mês de julho, pela primeira vez no Brasil, no Rio de Janeiro. Neste evento foram disputados esportes tradicionais e outros desconhecidos pela maioria dos cidadãos civis, entre eles, destaco a modalidade a Orientação. Este esporte, disputado por homens e mulheres, tem por objetivo avaliar a capacidade do atleta ou da equipe em se orientar com ajuda de uma bússola e um mapa em território inóspito. As provas são divididas em percurso médio, com cerca de 45min, e longo, estimado em 1h15min. Na competição, o atleta precisa passar por diversos pontos de controle pré-determinados no menor tempo possível, até atingir a linha de chegada. A Orientação surgiu na Suécia, no fim do século 19, com a evolução de bússolas mais confiáveis na década de 30 a modalidade cresceu, mas somente em 1965 teve o seu primeiro campeonato militar internacional. Nesta edição do JMM foram inscritos 209 atletas de 28 países para disputas as provas de Orientação. Atribui-se a invenção da bússola aos chineses a mais de 2000 anos A.C. Aquela época, a bússola consistia em uma agulha imantada magneticamente boiando num recipiente com água. Desde então, foi largamente utilizada em navegação devido à propriedade da agulha alinha-se na direção do campo magnético terrestre, apontando para o norte magnético. Em primeira aproximação, podemos dizer que o campo magnético produzido pela Terra tem a forma de um dipolo magnético, e sua intensidade varia ponto a ponto sendo maior nos pólos norte e sul geográfico. Vale lembrar, que os pólos geográficos não coincidem com os pólos magnéticos, ou seja, o que é pólo norte geográfico é pólo sul magnético e vice-versa. Hoje em dia, ainda é objeto de pesquisa entender a origem e a forma do campo magnético terrestre, sabe-se que no interior do nosso planeta há muito ferro e níquel, que são materiais magnéticos. Os materiais magnéticos, mais conhecidos como imãs, possuem a propriedade de se atraírem ou se repelirem, e todos eles produzem um campo magnético entorno de si mesmo. Desta forma quando a bússola aponta para o norte magnético terrestre é porque o “sul” da agulha imantada está sendo atraído para lá. Com o advento do GPS (sistema de posicionamento global) a bússola já não é tão utilizada como recurso de orientação nos transportes coletivos, mas ainda tem grande valor por ser um instrumento simples e de fácil acesso. Portanto, saber manipulá-la é de suma importância para garantir segurança em situações de risco, e é justamente nesta vertente que o esporte Orientação tenta aprimorar esta destreza.

Maurren Maggi corrigindo o tempo com o modelo de Pritchard

Para quem gosta de atletismo, o mês de maio de 2011 foi especial, com uma sequência de competições nacionais e internacionais pudemos apreciar nossos ídolos competindo no que melhor sabem fazer! Mas aqui, quero comentar a nota divulgada pela saltadora Maurren Maggi no seu blog, quando ela relata as condições climáticas que as provas foram disputadas no GP Sul-Americano de Atletismo, na pista do Sesi de Gravatás, em Uberlândia:

“Esse ano, Éolo (o deus grego dos ventos) pregou uma peça em todo mundo, e resolveu soprar para o outro lado. Foi difícil para o pessoal correr e saltar contra um vento de cerca de 3 m/s…”. Mais adiante ela continua: Com isso, os resultados pareceram fracos, na maior parte das provas. Os 100m masculinos, por exemplo, foram vencidos pelo inglês Dwain Chambers, com 10s19, e vento contra de 3,1 m/s. Um resultado comum, que não chama a atenção. Mas dá para calcular quanto ele teria corrido sem vento nenhum: 9s97 – essa seria a melhor marca já corrida em solo brasileiro!

Mesmo em condições de vento nulo, o atleta ao se deslocar num meio tem que superar a força de arrasto, esta força é provocada pela resistência do ar e se opõe ao movimento do saltador. Quando o vento está presente e no sentido contrário ao deslocamento do atleta, a força de arrasto se torna mais intensa e prejudicando mais ainda o desempenho do atleta. Maurren sabe o que está falando, além de perceber na prática a dificuldade de saltar contra o vento ela se apropria da fala e das ferramentas de um físico ao calcular e relatar corretamente qual teria sido o tempo do atleta inglês caso ele tivesse corrido sem vento. Para tal cálculo ela usou o modelo físico-matemático de Pritchard (1993) que leva em conta algumas grandezas físicas, tais como, a velocidade do vento, a densidade do ar, a área frontal do atleta, o coeficiente de arrasto e o tempo obtido pelo atleta nas condições da prova. Eu já era fã desta campeã olímpica, agora minha admiração cresceu ainda mais, pois Maurren neste simples relato mostrou que amplia suas fronteiras de conhecimento além daquilo que lhe cobrado!