Entendendo porque Giba fraturou a tíbia

Considerado seis vezes o melhor jogador de vôlei de quadra do mundo, e dono de vários títulos pela seleção brasileira - dois ouros em Mundiais, ouro e prata em Olimpíadas, entre outros – Giba fraturou a tíbia e precisou colocar uma haste de titânio ao longo de sua perna esquerda.

O que teria levado Giba a quebrar este osso, já que ele não sofreu nenhum acidente seja em quadra ou fora dela?  

A tíbia é o osso mais vulnerável da perna do corpo humano. Basicamente, o osso humano é constituído de componentes minerais, principalmente, o fosfato e o carbonato de cálcio, responsáveis pela rigidez, e componentes orgânicos, colágeno e água, que garantem certa elasticidade ao osso.  A força máxima de compressão que a tíbia aguenta é estimada em F_max=5x10⁴ N, ou seja, para valores superiores a este, ela quebra. Está força pode ser produzida pelo solo em oposição a um salto. Ao sofrer esta força a tíbia, momentaneamente, encurta 1cm.  

Então, qual seria a altura máxima que  ele deveria ter saltado para não ter tido risco de fratura na tíbia?

Partiremos de um modelo físico simplificado, onde suporemos, inicialmente, que o atleta ao encostar no chão, no movimento de retorno do salto, não dobre os joelhos. Desse modo, toda massa (m=85kg) dele irá incidir sobre a tíbia. É possível calcular, via as expressões básicas da cinemática, que a altura máxima sem risco de fratura da tíbia é apenas de 60cm.  No caso do Giba, este modelo requer alguns ajustes, porque, ele obviamente dobra os joelhos no retorno do salto. De modo que, deve ser considerado um percentual da massa total do corpo; ainda assim, creio que a altura máxima de segurança não seria maior do que 90cm.  Mas, sabe-se a impulsão do Giba é acima de 1,20m !  Pulando, assim, várias vezes por dia, fica claro que em algum momento a tíbia dele iria fraturar.

Acostumado a superar os desafios que a vida o impõe, o vibrante atacante, declarou no dia seguinte (14/2/2012) a sua cirurgia, que fará tudo que for necessário para se recuperar ainda em tempo para disputar as Olimpíadas deste ano em Londres.   Não há quem duvide dele. Ficaremos aguardando...  Giba neles!

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Vento tirou medalha de ouro de Fabiana Murer no Pan 2011

Professora de física confirma: vento tirou medalha de ouro de Fabiana Murer no Pan 2011 no México

Ela explica que a ação do vento durante as práticas esportivas pode tanto beneficiar quanto prejudicar o desempenho dos atletas

Carlos Henrique da Silva

AJESPORTES - Coordenados por Rosana Bulos Santiago, professora do Instituto de Física da Uerj, os estudos têm comprovado a significante e às vezes até mesmo determinante influência do vento nas diversas práticas esportivas e, conseqüentemente, nos resultados. Com isso, de acordo com a professora, dependendo de cada situação específica essa influência pode ser tanto benéfica quanto maléfica.

Os estudos sobre a influência do vento nos esportes têm encontrado resultados mais significativos naqueles praticados individualmente. Segundo Rosana, a não conquista da medalha de ouro por Fabiana Murer mês passado no Pan 2011, ocorrido no México, foi resultado praticamente direto da ação do vento no momento de sua apresentação. “Fabiana Murer justificou a perda da medalha de ouro por conta do vento ter mudado de intensidade. Ela relatou que fez o aquecimento com o vento forte e a favor, mas teve que esperar duas horas para saltar. Na hora de sua apresentação, o vento já era outro e, portanto, ela não teve como se recondicionar para aquela situação.  Nas provas de corridas, os recordes somente são homologados para velocidade de vento inferior a 2,0 m/s, ou seja, quando o sentido do vento está na mesma direção do deslocamento do atleta”, afirma a professora.

Diante de tal problemática, Rosana acredita que a ação do vento também pode proporcionar um espetáculo à parte aos espectadores. “Por exemplo, no futebol, existem algumas situações que favorecem o cobrador de falta, outras desfavorecem. Quando se chuta uma bola de ‘três dedos’ – quando o jogador chuta com a parte externa do pé – ela sai girando e o fato de haver resistência do ar no meio faz uma diferença de pressão entre o lado superior da trajetória da bola e o inferior, resultando nas curvas imprevisíveis (como foi o caso do gol do lateral Maicon pelo Brasil contra a Coréia do Norte na última copa do Mundo). Além da resistência do ar, caso o vento esteja presente, outros efeitos irão surgir modificando a trajetória da bola”.

Para a professora Rosana, pensar a construção de centros esportivos em função dos efeitos físicos, tal como o vento, é uma outra questão de difícil solução, pois outros fatores também são relevantes, tais como a preservação do meio ambiente, o fácil acesso pelos usuários nas grandes cidades etc. “O que realmente deve ser levado em conta são os efeitos que o vento, assim como a altitude,  acarretam nas diferentes modalidades. Isto é fundamental para tornar a metodologia da competição mais justa. Por exemplo, deve-se criar regras mais flexíveis, caso o vento fique muito forte. Lembro de recentemente ter visto na televisão um episódio em que o goleiro de um determinado time de futebol lançou a bola e o vento era tão forte que a bola voltou e foi para fora do campo. Em outras pesquisas, dessa vez com foco nas modalidades de corrida, calculamos matematicamente e observamos que se fosse considerada a velocidade do vento muitas classificações seriam alteradas. O atleta que disputa com vento “contra” é muito prejudicado”, diz.

Postad0 em  17 nov 2011 por Carlos Henrique da Silva no site: www.ajesportes.uerj.br

A física da única brasileira Tetra-campeã Panamericana

Mais um motivo de orgulho para o esporte brasileiro.   Campeã nas edições de Winnipeg-1999, Santo Domingo-2003 e Rio-2007, na categoria Karatê Kumite até 68 kg,  Lucélia Ribeiro tornou-se a primeira única brasileira a conquistar quatro medalhas de ouro em Jogos Pan-Americanos ao ganhar a final do karate em Guadalajara, no Mexico em 2011.

Já fazia algum tempo que eu esperava sair na mídia algum resultado expressivo do Karate brasileiro, e valeu pena esperar, pois veio com brilho de ouro! Como de costume, gosto de contextualizar nossos estudos em acontecimentos atuais.  Portanto, precisava de subsídios para apresentar um resultado que nosso grupo de pesquisa em Física fez sobre o golpe do Gyako-zuki.    

O Gyaku-zuki assemelha-se a um soco, precedido da rotação do quadril.  A mão que golpeia, inicia seu movimento junto ao quadril, acompanhando sua rotação.  As pernas permanecem abertas e fixas no mesmo ponto. Ao término da rotação do quadril, o braço é estendido, lançando um soco que atravessa uma linha reta para frente até atingir o alvo. 

A partir da análise da filmagem deste golpe constatamos que a rotação do quadril descreve um movimento circular uniforme (MCU), ou seja, em intervalos de tempos iguais o quadril gira o mesmo ângulo.  Em seguida, o soco, descreve um movimento uniformente variado (MUV). Melhor dizendo, o braço é estendido, percorrendo distancias diferentes em intervalos de tempos iguais.

Usando modelos físicos associados a estes movimentos, foi possível determinar a intensidade da força final que o braço de um karateca faz ao colidir com o seu alvo.   Nada complicado do ponto de vista físico. São conteúdos usualmente tratados no 1º. ano do ensino médio!

Dessa forma foi possível mensurar a intensidade do golpe Gyako-zuki produzido por um karateca que "pesa" 70kg e tem cintura entorno de 88cm.  Este atleta pode atingir a força final de até 3000N, se a velocidade inicial de sua mão ao sair da posição junto ao quadril for de 2,5m/s.  Força extremamente grande!  

Para se ter uma noção de comparação, um objeto de 70kg, caindo livremente devido a ação da gravidade, sofre uma força de aproximadamente 700N.  Concluindo: o corpo humano é capaz de produzir forças enormes! Imagine, então, as intensidades dos golpes que a oponente da nossa tetra-campeã levou na disputa da medalha de ouro!

Para quem quiser saber mais sobre este trabalho ler a Revista Física na Escola, v. 10, n. 2, 2009, autores: Rosana B. Santiago e José Carlos Martins.

  

A velocidade média da prova feminina 4x100m do Pan 2011

A equipe de Atletismo brasileira no Panamericano de Guadalajara 2011 teve um resultado expressivo ao receber quatro medalhas de ouro nas provas de velocidade. Foram três ouros conquistados no feminino (100m, 200m e 4x100m) e um no masculino (4x100m).  Alguns aspectos das provas de corrida feminina nos chamaram a atenção, e valem a pena serem elucidados numa breve discussão.

Normalmente, a velocidade média da prova de 400m rasos (distancia percorrida por apenas um atleta) é mais baixa do que a prova de 100m rasos.  No entanto, isto não acontece quando comparamos a velocidade média da prova dos 4x100m (onde quatro corredores participam) com a prova de 100m.  Como foi o caso deste Pan: os 100m foi vencido pela brasileira Rosangela em 11,22s, obtendo velocidade média de 8,91m/s. Enquanto que, os 4x100m obteve a marca de 42,85s, e velocidade média de 9,34 m/s; contando com a participação de Rosangela na equipe.      

O que faz a diferença para que isso ocorra é a velocidade inicial nos 4x100m ser não nula para três das quatro corredoras. Somente a primeira atleta parte do repouso com saída no bloco. As outras três atletas começam a correr antes de pegar o bastão, na chamada faixa de transição do bastão, e quando ocorre a troca do bastão, elas já haviam acelerado o suficiente para que no momento da pegada do bastão estarem com uma velocidade inicial grande.  Somente a partir do momento que o atleta segura o bastão é que começa a contar os 100m que este deve percorrer.

Portanto, a influência da velocidade inicial diferente de zero, faz com que a velocidade média dos 4x100m seja maior do que a dos 100m rasos, fazendo com que o tempo médio de corrida de cada atleta nesta prova seja inferior ao do vencedor da prova de 100m.

(Postado por Osmar Preussleur Neto)

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