Árbitro de vídeo na Copa da Rússia

Pela primeira vez na história, a Fifa vai utilizar o árbitro de vídeo (AV) em uma Copa do Mundo. Serão 33 câmeras instaladas em cada um dos 12 estádios que receberão as partidas da competição. O Centro Internacional de Transmissão, por sua vez, ficará baseado em Moscou.

L

• 
  

• D

Todo o material será acessado somente pelos auxiliares escalados para analisar as imagens. Oito câmeras gravarão em "superlenta", seis em "extralenta", enquanto outras duas serão exclusivas para lances de impedimento.

A Fifa fez questão de relembrar que o recurso do vídeo será utilizado apenas em erros na marcação ou não de gols, em decisões sobre pênaltis, problemas na identificação de jogadores e expulsões. O AV será usado como apoio, com a decisão final do lance sendo exclusivamente do árbitro. 

Serão três integrantes na equipe de auxílio, todos do primeiro escalão do quadro da Fifa. Haverá, ainda, quatro operadores de replay, mostrando os melhores ângulos das 33 câmeras.

"Os assistentes de vídeo examinarão as imagens gravadas e informarão ao árbitro sobre o que estão vendo na tela, mediante sistema de áudio. Ele tomará a decisão ou agirá adequadamente, após ver as imagens na lateral do campo, ou se baseando na informação que for comunicada pelos membros do AV", destacou a Fifa, em comunicado.

Matéria do jornal www.gauchazh.clicrbs.com.br

A física do gol de Pavard

Considerado como um dos gols mais bonitos da Copa do Mundo de futebol na Rússia, o lateral Pavard, jogador da França, deixou sua marca contra Argentina nas quartas de final.  A beleza da jogada não se restringe unicamente pela curva imposta a bola na sua trajetória até alcançar o ângulo superior direito do gol adversário. 

Tudo começa com um lindo movimento corporal lateral no momento que ele chuta a bola com o pé direito, estando fora da grande área. Ele atinge a bola, ainda no ar, com a parte externa do pé,  dando um forte "raspão" bem no meio da bola.  Isso possibilitou que a bola ganhasse um grande giro em sentido horário, ou melhor, uma grande velocidade angular, ao mesmo tempo que inicia-se o deslocamento translacional da bola .

Inicialmente, a bola em vôo, segue uma trajetória linear em direção frontal, mas, na altura da metade da grande área inicia uma curva para direita surpreendendo a todos, que somente foi interrompida pela rede adversária.     

Nesta jogada, quando a bola perde o contato com o pé do jogador, a inclinação do eixo de rotação (w) da bola com relação a direção da velocidade (v) de translação, formam um pequeno ângulo entre os vetores associados a estas grandezas.  Estavam quase paralelos no começo da trajetória, de modo a não produzirem inicialmente força Magnus relevante. 

Entretanto, a medida que a trajetória parabólica da bola ganhou altura, esta força foi crescendo de intensidade e puxando a bola continuamente para a direita, e se tornando visível para os espectadores do jogo, e assim, produzindo uma curva  inesperada, principalmente nos instantes finais da trajetória.

A direção de rotação da bola (w) não muda ao longo de toda trajetória, isto se deve a uma lei da Física chamada de Conservação do Momento Angular, mas a direção da velocidade (v) de translação muda de instante a instante, produzindo, então, diferentes valores da força Magnus ao longo do "passeio" da bola.  Quando estes dois vetores são perpendiculares entre si, a Força Magnus é a maior possível, e quando estão paralelos seu valor é nulo.

A força Magnus do Phillipe Coutinho

O Brasil estreou na Copa da Rússia contra o time da Suíça.  Time este, que a princípio, não intimidava nosso brasão de cinco estrelas.  

Dia bonito, com sol e temperatura agradável, o time brasileiro fazia uma partida mediana, e com insistentes quedas exageradas do nosso principal jogador, Neymar.

Nosso time volta após o intervalo mais dinâmico,  atacando mais e fazendo a devida triangulação entre seus principais atacantes. Até que em uma linda jogada individual, Phillipe Coutinho chuta a bola com um efeito incrível, que a faz descrever no ar uma inesperada curva para esquerda até acertar o canto direito do goleiro adversário.  Goooollllll,  gooollll, golaço!

Coutinho, com sua técnica aprimorada, ao chutar a bola com o pé direito imprime uma giro no sentindo anti-horário. Com a bola em vôo as forças que passam a atuar sobre a ela são: Gravitacional,  Arrasto, e Magnus.   Estas duas últimas surgem devido a presença da atmosfera, que tem densidade e viscosidade específicas.  

A força de Arrasto tem o papel de frear a bola, e portanto, tem mesma direção, mas sentido oposto da velocidade de translação da bola.  Já a força Magnus surge como consequência da rotação da bola, e faz a bola ser desviada continuamente numa direção perpendicular tanto a direção de deslocamento da bola, quanto do vetor da velocidade angular (velocidade de giro).   E a força gravitacional puxa a bola para baixo o tempo todo.

Após o lançamento, a bola voa  girando em uma trajetória parabólica, não mais contida no plano geométrico perpendicular ao solo, mas agora, contida num plano que faz certa inclinação com o chão.  Dito de outra forma, a sombra da bola sobre o gramado, quando em movimento, passa a descrever uma curva para esquerda, e não mais em linha reta.

Assim, a rotação da bola em vôo provoca diferença de pressão do ar entre suas laterais, surgindo, então, uma força -Magnus- que a puxará continuamente para o lado de menor pressão.  No caso do gol do Coutinho, a bola foi continuamente puxada para o lado esquerdo, tanto no movimento ascendente, quanto no descendente, até encontrar o gol. Caso ele não tivesse posto este efeito, tivesse batido de "chapa" certamente a bola seguiria sua clássica trajetória parabólica em linha reta e provavelmente passaria por fora da trave do gol.

De modo geral, existe quatro maneira de dar efeito na bola num chute, girando-a de baixo para cima (a bola ficará menos tempo em vôo),  de cima para baixo (aumentará a  trajetória gerando um efeito de sustentação),  no sentido anti -horário (desviada para esquerda), sentido horário (a bola será desvia para direita).

Como no futebol, o Efeito Magnus se faz presente em outros esportes com bola, e quanto mais rugosa a superfície da bola for, mais proeminente este efeito será visualizado.  Mas, não pensem que é fácil fazer este tipo de jogada, somente os craques são capazes de ter tamanho domínio sobre o esporte e nos brindar com lances incríveis!

Penalti do CR e a propagação da onda

Em fevereiro deste ano, Cristiano Ronaldo, do Real Madri, surpreendeu a todos com um lance inusitado ao cobrar um penalti contra o time PSG.

Posicionada a bola sobre o gramado, está desloca-se visivelmente na direção vertical (para cima) mesmo antes dele encostar nela. Como torcedor não deixa por menos, apelidaram de "penalti espírita", "bola com vida própria", entre outros.

A reportagem da TV Interativa do Rio de Janeiro, me contactou para que eu explicar o que de fato aconteceu ali. Claro, que do ponto de vista científico, e desmitificar esta jogada.

Após analisar as imagens e o vídeo entendi o que ocorreu. Cristiano Ronaldo vem correndo pisa forte com o pé de apoio no gramado, exercendo grande pressão neste ponto. (Esta pressão foi feita pela força muscular da perna dele no solo dividida pela área da sola do seu pé). Produzindo, assim uma onda mecânica elástica que propagou-se no solo, e ao passar na região que a bola estava transferiu parte de sua energia para ela subir um pouco.

Observe que uma onda é um ente físico e carrega energia sem necessária mente deslocar o material do solo.  Mas, por que somente neste jogo foi aconteceu isso? Por que nas outras tantas cobranças de penalti não aconteceu?

A resposta é simples, as ondas muitas vezes são atenuadas rapidamente, enquanto outras percorrem distancias grandes. Quanto mais compactado o solo maior será a velocidade de fase da onda*, enquanto que em solos massivos, a onda é rapidamente atenuada.  Por exemplo, no futebol de areia este efeito não deve ocorrer, mas, muito provavelmente, num campo com piso sintético este efeito deve ser amplificado.

O ideal seria fazer um estudo do gramado e seus constituintes onde ocorreu esta partida e o grau de rigidez do mesmo.

Cristiano chutou a bola ainda no alto convertendo num gol com efeito inesperado.  Muito show!

*A velocidade de fase desta onda é calculada matematicamente: a raiz quadrada da razão do módulo de Young divida pela densidade de massa. 

A despedida de Bolt das pistas de atletismo

A despedida das pistas por Usain Bolt foi marcada por um roteiro que jamais alguém iria prever. O velocista jamaicano, aos 30 anos, em boa forma física, resolve encerrar sua brilhante carreira no Mundial de Londres 2017.

Ganhou o apelido de “Raio” em função das inúmeras vitórias conquistadas. Foram 9 ouros em Olimpíadas e 11 ouros em Mundiais, de 2009 a 2016.

Difícil relatar o frenesi que Bolt produzia no público ao entrar nas pistas! Irreverente, descontraído e altamente confiante! Proporcionou a visibilidade de seu país, a Jamaica, por onde competia. Em todas as provas que participou, lá estava ele, no mais alto degrau, sempre a frente dos outros competidores. Tudo acontecia em breves instantes, detentor dos recordes mundiais dos 100m, 200m e 4x100m, com exíguos 9.58s, 19.19s e 36.84s. Marcas até hoje imbatíveis!

O único atleta que poderia destronar Bolt neste Mundial seria o americano Colleman, já que detinha as melhores marcas de 2017. Mas, poucos apostavam nisso! Nas baterias eliminatórias dos 100m rasos, eles foram uns dos poucos atletas que obtiveram tempos abaixo de 10s, ambos correndo com vento a favor (0,4m/s), Bolt obteve 9,98s, enquanto Colleman 9,97s.

Tudo parecia se encaminhar para o desfecho conhecido, saída lenta devido sua grande massa corporal distribuídos em 1.95m altura, e recuperação nos últimos 60m da corrida. Entretanto, és que surge um personagem inesperado, seu antigo rival, Justin Gatlin, americano que foi severamente banido das competições por quatro anos por dopping.

Carta fora do baralho, este ex campeão Mundial de 2005, cultivava o sonho de vencer o Raio, e magicamente conseguiu na última oportunidade. Venceu com apenas um centésimo de segundo a frente de Colleman e três de Bolt. Pela primeira vez, vimos Bolt perder a liderança, entretanto, sua nobreza deu lugar ao perdão e redenção de Gatlin (9,92s), vistos em sua fala ao pé do ouvido do atleta.

Novas apostas surgiram para prova de 4x100m dias depois. A Jamaica não era o time favorito, mas com Bolt sendo o último homem a fechar a corrida, as chances aumentavam muito. 

Ele entrou diferente, sem sua costumeira alegria contagiante, e o inacreditável aconteceu, após uns trinta metros da sua corrida, o gigante caiu na pista, como nunca havia acontecido, com lesão na perna esquerda, e saiu socorrido pelos companheiros. O Raio mostra sua humanidade, encerra assim seu reinado, e entra para história do atletismo como uma Lenda.

Encerro esta postagem com certa melancolia, porque após estudar por várias vezes suas marcas e aplicá-las ao modelo de Keller, percebo que a relação entre a Física e as corridas não será tão motivadora! Minha homenagem a este gigante vai no slogan que criei para o meu projeto Física dos Esportes:

       Keller previu (1973). Bolt provou (2009)

Resistência do ar e vento no lançamento de disco

Na Olimpíada do Rio de Janeiro em 2016, os atletas que venceram a prova de Lançamento de Disco foram o alemão Harting, com a marca de 68,37m, e a croáta Sandra Porkovic cujo disco alcançou 69,21m. Foram marcas pouco expressivas quando comparadas com os recordes olímpicos.

O interessante desta modalidade é que as mulheres sempre tiveram melhores resultados do que os homens; e algumas marcas atuais serem tão inferiores aos recordes. Aspectos peculiares de acontecerem em outros esportes! Mas, a física explica o porque.

Segundo as regras deste esporte, o disco masculino deve pesar 2kg, ter diâmetro entre 21,9 a 22,1cm e espessura de 44 a 46cm. Enquanto o disco feminino deve pesar 1kg, diâmetro entre 18 a 18,2cm e espessura de entre 37 a 39cm.

O atleta gira uma vez e meia sobre seu eixo longitudinal e lança o disco com braço estendido em direção frontal. A velocidade de rotação atingida pelo atleta, o ângulo do braço com relação ao eixo horizontal e o ângulo de partida do disco feito pela mão com relação ao braço irão definir o bom lançamento. 

Entretanto, o que é mais relevante segundo os resultados apresentados, é o efeito da força de resistência do ar sobre o disco. Esta força, chamada de arrasto, é diretamente proporcional a área frontal do objeto que se desloca no ar. Portanto, como o disco feminino é menos espesso e menor do que o disco masculino, este sofrerá menor força de arrasto, aumentando o tempo de voo.

Outra questão fundamental neste esporte é o vento. Embora a confederação de Atletismo não faça aferição da direção e nem tão pouco sua intensidade no momento do lançamento do disco, este é de fundamental importância para o resultado. 

Destaco que vento é diferente de resistência do ar. A resistência do ar está sempre presente, mesmo que não haja vento. Neste esporte, surpreendentemente, o vento na direção contrária ao deslocamento do disco, ajuda-o a permanecer mais tempo em voo, porque aumenta a força aerodinâmica de sustentação que atua no disco. Por sua vez, quando o vento é a favor, irá prejudicar o alcance do disco! Portanto, o atleta terá melhor resultado se no momento da prova tiver vento contra com grande intensidade.

Em muitas modalidades do atletismo a intensidade do vento e sua direção são aferidos para efetivação de recordes. Não entendo como no Lançamento de disco isto não acontece, especialmente, por ser uma modalidade que participa das Olimpíadas desde a Antiguidade.

Goleiro adiantado: gol garantido

O golaço do Scarpa,

jogador do Fluminense, no jogo contra o Globo-RN, foi impressionante!

Ao perceber o goleiro adiantado Scarpa chutou antes do meio campo para marcar o quarto gol do seu time nesta partida.  A bola percorreu a distancia de 59m em 3s, e entrou no ângulo esquerdo do gol adversário; atingiu a velocidade média de 70.8km/h. O goleiro ao perceber o perigo do chute, correu de volta ao gol, mas não conseguiu segurar a bola.

Os goleiros não são bons corredores porque sua posição exige pouco desta habilidade, e inclusive, na maioria das vezes deslocam-se de ré. Supondo que a velocidade média de qualquer goleiro seja 16km/h, quando posicionados ao final da grande área demorariam cerca de 3.6s para percorrer os 16m e retornar a linha do gol.

Se o tempo de reação humana é entorno de 0.2s, ou seja, é o tempo que leva o indivíduo a dar uma resposta motora devido a uma informação visual. Portanto, o tempo total que o goleiro gastaria para

retornar ao seu lugar, estando adiantado, e fazer a defesa é estimado num total de 3.8s.

Deste modo, fica claro a impossibilidade de defesa do gol do Scarpa, já que, o tempo de retorno do goleiro foi maior do que o tempo de vôo da bola.

Então por quê não acontecem vários gols como este? A excepcionalidade está na destreza do jogador em conseguir fazer tal lançamento certeiro.