FÍSICA NO FUTEBOL

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 contacto 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.

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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.

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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.

De um lado da bola, a velocidade do ar fica maior (ponto A) e, conseqüentemente, a pressão fica menor. Do outro lado (ponto B), a velocidade fica menor e, portanto, a pressão fica maior.

Em outras palavras, onde a velocidade do ar é maior temos pressão menor e vice-versa. Logo, a diferença de pressão em lados diametralmente opostos da bola dá origem a uma força aerodinâmica descrita pelo alemão Heinrich Gustav Magnus (1802-1870), daí o nome Efeito Magnus.

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A esta diferença de velocidades em lados opostos da bola associamos uma diferença de pressão que obedece ao Princípio de Bernouilli, de Daniel Bernouilli (1700-1782) que, de forma simples, pode ser assim enunciado: “No escoamento de um fluido, a pressão será grande quando a velocidade for pequena e vice-versa”

Fa = força de arrasto, que esta relacionada com a viscosidade do ar, na realidade é uma força de resistência. Fm = Quem faz a "mágica" de provocar a trajetória curva da bola é a FM que é sempre perpendicular à velocidade da bola e ao seu eixo de rotação.

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Dificuldade que um goleiro tem de defender uma penalidade máxima?

AM2 + PM2 = PA2

3,662 + 112 = PA2

13,39 + 121 = PA2

133,39 = PA2

PA = PB = 11,59 m A distância percorrida pela bola na cobrança de um pênalti deve variar entre DSmin = PM = 11,00 m DSmáx = PA = PB = 11,59 m.

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Dificuldade que um goleiro tem de defender uma penalidade máxima?

O goleiro tem que tomar a decisão antes do chute, escolher entre ficar parado no meio do gol ou escolher um canto e pular. Caso contrário, antes de pensar já levou gol. A Física prova que quem diz que cobrança de penalidade é loteria não está tão errado

“A Física não permite"! Galvão Bueno.

Na figura estamos supondo

rotação da bola no sentido

horário (seta curva em

vermelho) com o eixo de

rotação perpendicular ao

plano da figura.

Supondo ainda que a figura esteja mostrando a bola

vista de cima, o componente FM da força do ar (para a

esquerda) faria a trajetória da bola curvar-se para a

esquerda do jogador.

“A Física não permite"! Galvão Bueno.

Se o chute provocasse rotação da bola

em sentido anti-horário, o vetor FM

apontaria para a direita e a trajetória da

bola se curvaria para a direita. Quem

faz a força que provoca a trajetória

curva é o ar e, como não o vemos,

parece que a bola faz curva sem

componente centrípeta, o que seria

fisicamente absurdo!

O famoso "chute de três dedos", com a lateral do pé, é

que provoca a rotação e, conseqüentemente, possibilita

a manifestação do Efeito Magnus.

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AGRADECIMENTOS: http://www.cienciahoje.pt ; www.fisicamoderna.blog.uol.com.br http://www.educacional.com.br; http://omnis.if.ufrj.br/~carlos/futebol.html