Estudar física
não ensina a jogar bola, mas um jogo de futebol ensina muita física para quem o
observa. Uma bola, 22 jogadores, um campo, um apito e um juiz. Pronto! Está
formado o cenário para uma grande aula de física!!
Por quê?
Oras... Futebol é movimento e movimento é Física!!!
O entendimento
de Física para muitos estudantes fica à mercê da imaginação instigada pelo
professor nas aulas teóricas. No entanto, o jogo de bola mais famoso do mundo
pode ser um suporte muito eficiente na tentativa de resolver a compreensão de
conteúdos como resistência do ar, lançamento oblíquo, fluídos e a diferença
entre força de campo e força magnética.
Num jogo de
futebol, os jogadores exercem forças na bola que se detectam pelos seus
efeitos, como deformação da bola, modificação do seu estado de repouso ou de
movimento e variação da velocidade. Diz-se, então, que uma força é toda a ação
capaz de modificar o estado de movimento de um corpo ou de lhe causar
deformação. As forças traduzem a interação entre os corpos e podem ser
exercidas por contato ou à distância. Quando o jogador dá um pontapé na bola,
fazendo com que ela mude de direção, aplica-lhe uma força de contato, ou seja,
há uma interação entre o pé e a bola. Aqui, há a considerar duas forças iguais
e opostas que constituem um par - ação-reação. Isto significa que as forças
atuam sempre aos pares, ou seja, à ação do jogador sobre a bola corresponde
sempre a uma reação igual e oposta que a bola exerce no jogador.
Qualquer corpo
oferece uma resistência à alteração do seu estado de repouso ou de movimento
que se designa por inércia. Esta será tanto maior quanto maior for a massa do
corpo. Assim, se chutarmos uma bola de futebol e uma pedra do mesmo tamanho com
igual força, a bola irá atingir uma dada velocidade, enquanto a pedra pouco ou
nada se moverá do seu lugar. Embora as forças exercidas sejam iguais, os seus
efeitos são diferentes, porque a massa da pedra é maior do que a bola. A pedra
resiste mais à alteração do estado de repouso, logo a sua inércia é maior,
enquanto que a inércia da bola é muito baixa.
Quando se chuta
uma bola, ela adquire uma dada velocidade. Então, porque será que a bola para
ao fim de algum tempo? A bola vai diminuindo lentamente a sua velocidade até
parar devido ao atrito entre a bola e o chão. O atrito é uma força que se opõe
ao movimento da bola devido à interação desta com uma superfície. Quanto mais
rugosas forem as superfícies em contato, maiores serão as forças de atrito. Se
não existisse atrito, a bola mover-se-ia em linha reta com velocidade constante
e não parava. As chuteiras dos jogadores têm pitões para aderirem bem à relva,
que é uma superfície irregular. A rugosidade e a natureza da borracha permitem
aumentar o atrito, tornando o movimento dos jogadores mais seguro. Quando
andamos ou corremos é a força de atrito que nos empurra. Para nos deslocarmos, os sapatos exercem no
solo uma força para trás. A força de atrito, que se opõe a este movimento,
empurra-nos para frente. Quando as solas dos sapatos são muito lisas e o
pavimento é polido a força exercida pelo sapato para trás não faz surgir
qualquer atrito e… escorregamos!
Uma bola em movimento
no ar está sujeita a forças aerodinâmicas causadas pela pressão e viscosidade
do meio, como a força de arrasto e a força de sustentação. A força de arrasto é
a resistência que o ar oferece à passagem da bola, porém, ao contrário do
atrito entre duas superfícies sólidas, a força de arrasto não é constante – ela
depende da velocidade com que a bola se move em relação ao ar. A “crise do
arrasto” é a súbita redução que a resistência do ar sofre quando a velocidade
da bola aumenta além de um certo limite. A velocidade máxima que jogadores
profissionais conseguem dar à bola é da ordem de 25 a 30 m/s, podendo atingir
os 35 m/s. Portanto, a bola de futebol ultrapassa a velocidade de crise muitas
vezes durante uma partida.
Por outro lado, devido às propriedades da
força de arrasto, uma bola rugosa oferece menos resistência ao ar do que uma
bola lisa. Este fenômeno pode parecer estranho, mas é o que realmente acontece.
A rugosidade da bola diminui a resistência do ar, a altas velocidades. Por isso
é que as bolas de golfe possuem orifícios – assim atingem distâncias maiores.
Algumas bolas de futebol modernas inspiraram-se na de golfe, apresentando os
mesmos orifícios característicos.
A força de sustentação surge quando a bola
gira em torno do seu centro, produzindo o chamado efeito Magnus. Este se
manifesta quando um jogador chuta a bola e, dependendo de onde ocorre o contato
do pé com a bola, é possível imprimir-lhe uma rotação capaz de alterar a sua
trajetória retilínea. Ao girar sobre o seu próprio eixo a superfície da bola
sofre o atrito do ar. Isto influi na velocidade com que o ar passa em seu redor
– na parte superior da bola, o ar é mais rápido; na inferior, mais lento.
Devido a esta diferença de velocidade, ocorre uma diferença de pressão entre a
parte de cima e a de baixo. A diferença de pressão faz com que a bola se desvie
da sua trajetória normal, produzindo o efeito Magnus. A sua intensidade e
influência na trajetória da bola dependem de vários fatores. A superfície
áspera da bola e a grande velocidade de rotação, em relação à velocidade de
voo, aumentam o efeito. Já a influência na trajetória manifesta-se,
principalmente, nas bolas mais leves. Em linguagem comum, diz-se que o jogador
chutou com “efeito”. Alguns dos golos mais famosos de Pelé e Maradona
resultaram de magníficas jogadas com “efeito”.
Artigo extraído e adaptado de: Ciência
Hoje –Portugal, o original encontra-se em:
http://www.cienciahoje.pt/index.php?oid=1840&op=all
O livro
“Física do Futebol” dos físicos e professores Marcos Duarte e Emico Okuno
relaciona muito bem os conceitos e fórmulas da física - temidos por muitos
alunos do ensino médio - com o futebol. A fim de facilitar a compreensão dos
conceitos da disciplina e integrá-las ao cotidiano dos alunos, em seus quatro
capítulos (Movimento, Força, Energia e Fluídos) os autores associam o futebol e
a física para serem exploradas pelos professores em sala de aula.
No link: http://www.comunitexto.com.br/livros/fisica-do-futebol/
você pode conferir trechos do livro, bem como encontrar um material de apoio
com conteúdo pedagógico, atividades práticas e exercícios relacionados à Física
do Futebol.
Boa Leitura Professor!!
E corra... A bola do conhecimento já está no campo!!
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