A Física dos esportes

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2 A Física dos esportes Aula 1 A Física a favor dos atletas Rio 2016 Versão 1.0

3 Objetivos 1 Entender a relação da Física com o desempenho dos atletas 2 Conhecer o quanto a Física influencia o desenvolvimento de equipamentos e próteses de atletas Olímpicos e Paralímpicos

4 Introdução Os Jogos Olímpicos e Paralímpicos representam muito bem a incrível capacidade do ser humano de superar todos os seus limites. Durante a realização deste grande espetáculo, nós assistimos muito mais do que um evento esportivo: por trás de cada movimento dos atletas, há uma verdadeira aula de Física! Sim, você leu certo! Não estamos falando de Educação Física, mas da Física mesmo! Ao assistir uma prova esportiva, boa parte daquilo que você estuda em sala de aula, fazendo cálculos e resolvendo problemas está ali, acontecendo bem na sua frente.

5 Aula 1 A Física a favor dos atletas Introdução Nunca tinha reparado? Bem, não se preocupe, isso faz parte do seu passado: a partir de agora, você passará a enxergar tudo com outros olhos. Com esse curso você descobrirá a Física por trás dos esportes. Prepare-se para cantar: Rio 2016, eu vejo Física em você! Vamos nessa?

6 1 A Física e o desempenho esportivo

7 Capítulo 1 A Física e o desempenho esportivo Para começar, é importante saber o que significa Física: é a ciência que estuda a natureza em seus aspectos mais gerais. Seu nome, inclusive, vem do grego physiké (φύσις) que significa natureza. Dessa forma, se a natureza é seu objeto de estudo, isso quer dizer que vivemos Física diariamente, desde quando abrimos nossos olhos pela manhã e a óptica nos faz enxergar, até quando usamos o atrito para caminhar do quarto até a cozinha para tomar café. Isso para citar apenas alguns exemplos. Se a Física está presente em tudo a nossa volta, justamente por isso não poderia deixar de fazer parte dos esportes. Para conseguir atingir o seu melhor desempenho, cabe aos atletas muito treino para aprimorar a técnica, que é o que vai ajudálos a tirar o melhor proveito da Física.

8 Capítulo 1 A Física e o desempenho esportivo Vamos entender isso melhor? Então responda: O que Albert Einstein e Ronaldinho Gaúcho têm em comum? Albert Einstein Físico ganhador do Prêmio Nobel Ronaldinho Gaúcho Jogador Pentacampeão

9 Capítulo 1 A Física e o desempenho esportivo A resposta é: a genialidade e a Física a seu favor! Se por um lado Einstein, o mais célebre físico do século XX, usava sua genialidade para revolucionar o mundo com a Teoria da Relatividade; Ronaldinho Gaúcho mudou o rumo da história futebolística do Brasil ao utilizar a Física a seu favor e fazer o gol que levou nossa seleção à semifinal da Copa de 2002, quando ganhamos o Penta. Neste último caso, a genialidade estava nos seus pés. Quer saber como foi esse gol? Então clique no link abaixo e assista!

10 Capítulo 1 A Física e o desempenho esportivo Mas como assim Ronaldinho Gaúcho usa a Física?, você deve estar se perguntando. Acontece que, assim como tantos outros jogadores de futebol, ao chutar uma bola, o atleta não pensa se o seu movimento será parabólico ou retilíneo: ele simplesmente usa a técnica para atingir seu objetivo. Ou seja, ele posiciona seu corpo para dar o efeito (rotação) correto na bola, caso deseje que ela faça uma trajetória mais reta, mais alta, mais baixa, mais curva etc. Sendo assim, é a composição entre o efeito dado pelo jogador na bola e a passagem do ar por ela (que interfere no seu trajeto e na velocidade) a responsável por um gol cinematográfico como o de Ronaldinho.

11 Capítulo 1 A Física e o desempenho esportivo Saiba mais... A história do futebol está repleta de gols memoráveis. Alguns deles são tão incríveis que, até antes de serem feitos, pareciam impossíveis. Veja o vídeo abaixo e saiba como a Física explica esses gols:

12 Capítulo 1 A Física e o desempenho esportivo Desvendando a bola de efeito: Como é possível dar esse tipo de efeito na bola? Isso acontece por causa do "efeito Magnus, que ocorre quando a bola é lançada no ar e passa a girar muito rapidamente. O efeito depende da velocidade de rotação da bola e da quantidade de ar que a bola arrasta quando gira. Quanto menos lisa for a bola, mais ar ela arrasta e maior é o efeito.

13 Capítulo 1 A Física e o desempenho esportivo Este tipo de técnica de efeito na bola é utilizada também em outro esporte muito popular no Brasil: o vôlei. No saque, é muito comum que os jogadores deem esse efeito, fazendo com que a bola gire e mude sua trajetória, confundindo o adversário. Nos passes, o levantador não costuma usar este tipo de recurso, já que o atacante precisa saber exatamente onde a bola irá para poder correr e cortar com precisão. Além de driblar os adversários, os jogadores de vôlei também precisam driblar a força da gravidade! Afinal, para ter um bom desempenho, é preciso superá-la dando fortes impulsos para saltar o mais alto possível.

14 Capítulo 1 A Física e o desempenho esportivo Outra força da Física que brilha em muitos esportes é a do atrito. Essa força é tão importante que sem ela você não poderia nem ler este texto, pois já teria escorregado da cadeira! Na Física existe uma lei que diz que toda ação possui uma reação oposta e de igual intensidade. Isso significa que, quando um atleta corre, o seu pé empurra o chão para trás e o chão, por sua vez, empurra o pé do competidor para frente. Se não houvesse esse atrito entre o pé do corredor e o chão, não haveria reação e, portanto, o atleta não sairia do lugar. Em resumo, a força de atrito é gerada quando há o contato entre duas superfícies. No caso de um corredor, o atrito vem do contato da sola do tênis com o chão. Na natação, por exemplo, o atrito acontece entre o corpo do atleta e sua roupa com a água. Dessa forma, para ter sucesso, o corredor precisa saber usar o atrito a seu favor para ganhar velocidade, ao contrário de um nadador, que precisa minimizá-lo para nadar mais rápido.

15 Capítulo 1 A Física e o desempenho esportivo Veja como age a força de atrito durante uma corrida: N P f atr O peso (P) é anulado pela normal (N) e resta, como força resultante, a do atrito (f atr ).

16 Capítulo 1 A Física e o desempenho esportivo Uns com tanto e outros com tão pouco... Se os corredores e nadadores precisam vencer o atrito para ter sucesso nas provas, os atletas de esportes como patinação no gelo e skate precisam lidar com a falta dele. Nesse caso, não é que não exista força de atrito, mas ela é muito menor, possibilitando que as lâminas dos patins deslizem sobre o gelo ou que as rodinhas do skate voem sobre as rampas. A grande beleza desses esportes está justamente aí: na habilidade dos atletas de manterem-se equilibrados em uma superfície com pouquíssimo atrito.

17 Capítulo 1 A Física e o desempenho esportivo Já no salto a distância, o atleta deve se preocupar, principalmente, com a velocidade e com o ângulo do seu salto. Isso porque para ele alcançar uma boa marca, precisa atingir sua velocidade máxima de corrida aliando-a ao melhor ângulo de início do salto. Quer saber com qual ângulo a medalhista brasileira Mauren Maggi salta? Então clique no link abaixo e descubra!

18 Capítulo 1 A Física e o desempenho esportivo Para refletir Como você viu neste capítulo, há muitos conceitos de Física que permeiam as práticas esportivas e, consequentemente, afetam o desempenho dos atletas. Agora, chegou a sua vez! Pense num esporte Olímpico ou Paralímpico que você goste. Em seguida, identifique os principais conceitos relacionados a ele e como os atletas podem melhorar seus resultados utilizando a Física a seu favor.

19 2 O que a Física tem a ver com os equipamentos?

20 Capítulo 2 O que a Física tem a ver com os equipamentos? Para melhorar o desempenho dos atletas, não basta investir apenas em treinos. O conhecimento de Física deve ser aplicado também nos uniformes, equipamentos e próteses dos atletas (este último exclusivo para os esportes Paralímpicos). Um caso bastante emblemático é o da evolução dos maiôs de natação. Como nesse esporte cada centésimo de segundo é decisivo, perder tempo pode custar uma medalha. E esta diferença, muitas vezes, está na roupa do nadador. Lembra que, no capítulo anterior, vimos que o nadador precisa vencer a resistência da água e, para isso, precisa diminuir o atrito? A questão é que quanto mais ele dá braçadas, mais a água adere ao seu corpo e mais resistência gera ao movimento. Para resolver isso, os atletas procuram ser o mais aerodinâmicos possível, de modo que a água escorra mais facilmente.

21 Capítulo 2 O que a Física tem a ver com os equipamentos? Mas como eles se tornam mais aerodinâmicos? Tentando eliminar tudo que possa causar atrito! Já reparou que os nadadores, além de usarem touca, costumam tirar todos os pelos do corpo? Durante algumas décadas, eliminouse tantos elementos que pudessem criar resistência na água que os nadadores passaram a usar sungas. Como as pesquisas para melhoria do desempenho nunca param, em 2008, foi lançado o revolucionário modelo conhecido como maiô tubarão. Esse maiô cobre quase todo o corpo do atleta e ganhou esse nome porque sua textura imita a pele de um tubarão, repelindo a água e, assim, deixando o nadador mais leve e mais rápido. Porém, a Federação Internacional de Natação acabou proibindo seu uso, pois julgou que esta tecnologia estava interferindo demais nos resultados obtidos pelos atletas. Annette Kellerman, em 1907: na época, com roupa revolucionária e super aerodinâmica! Mal sabia que era o primeiro passo para uma grande mudança.

22 Capítulo 2 O que a Física tem a ver com os equipamentos? Saiba mais... Annette Kellerman, a nadadora na foto da tela anterior, chegou a ser presa quando, em 1907, apareceu na praia usando aquele modelo de peça única. Hoje, o modelito está completamente ultrapassado, mas na época, a atriz e atleta australiana revolucionou a história dos maiôs. Antes disso, as pessoas costumavam nadar com shorts e, no caso das mulheres, até vestidos. Era tanto atrito para nadar que era quase um milagre ninguém afundar!

23 Capítulo 2 O que a Física tem a ver com os equipamentos? O salto em altura também é um exemplo de esporte que passou por uma revolução com as transformações do seu equipamento: a vara. Até o início do século XX, as varas eram feitas de bambu, madeira e, tempos mais tarde, alumínio. Porém, no Jogos de Seul, em 1988, o novo equipamento entrou para a história: a vara flexível, feita de fibras de carbono. Sergei Bubka, saltando para a história A alta capacidade de flexão das fibras de carbono fazia com que a vara catapultasse os atletas, fazendo com que eles saltassem mais alto. Não por acaso, Sergei Bubka, um dos maiores saltadores da história, quebrou o recorde mundial e garantiu o ouro naquela edição dos Jogos. Aliás, o próprio atleta serviu de consultor dos fabricantes do novo equipamento. Quer saber como foi esse salto? Então clique no link abaixo e assista!

24 Capítulo 2 O que a Física tem a ver com os equipamentos? Nos esportes Paralímpicos, os estudos de Física para melhorar as próteses e equipamentos dos atletas são fundamentais para permitir um desempenho de alta-performance. Ou você imagina que o Alan Fonteles correria na velocidade que ele corre se usasse uma prótese dessas?

25 Capítulo 2 O que a Física tem a ver com os equipamentos? Inspiração animal A prótese em forma de gancho que os velocistas Paralímpicos utilizam foi inspirada nas pernas dos guepardos, grandes corredores da natureza. Esse design de foice é pura Física: favorece o impulso, amortece impactos, gera impulsão e economiza energia dos corredores. Um guepardo pode chegar a 120 km/h. E um atleta Paralímpico? Pesquise!

26 Capítulo 2 O que a Física tem a ver com os equipamentos? Saiba mais... Cada vez mais a tecnologia se alia aos esportes Paralímpicos transformando-os. O melhor é que todas essas inovações acabam sendo adaptadas e trazidas para melhorar o dia a dia de pessoas com deficiência. Veja o vídeo abaixo e saiba como a tecnologia está transformando o esporte Paralímpico:

27 Capítulo 2 O que a Física tem a ver com os equipamentos? Para refletir A tecnologia é uma grande aliada dos esportes, principalmente dos Paralímpicos. Vimos a importância das próteses para os corredores e quais os principais princípios físicos contemplados no seu design. Porém, há outro equipamento bastante importante para esses atletas: a cadeira de rodas. Pesquise os tipos de cadeiras de rodas utilizados em esportes distintos como basquete e ciclismo e explique como as diferenças estruturais entre elas são fundamentais para o bom desempenho nos respectivos esportes.

28 Conclusão Você concluiu a aula 1, sobre A Física a favor dos atletas, do curso A Física dos esportes! Nessa aula, você viu que por trás de cada movimento dos atletas há muita Física envolvida. Por isso, para melhorar seu desempenho, os treinamentos precisam aliar o suor dos atletas ao conhecimento científico. Os equipamentos esportivos e as próteses Paralímpicas também usam a ciência para evoluírem e, consequentemente, vão transformando os esportes e ajudando os atletas a quebrarem recordes. Na próxima aula, você verá, com mais detalhes, o que tem de Física no atletismo e no hóquei. Até lá!

29 Sobre a Dow A Dow alia o poder da ciência e da tecnologia para inovar com paixão o que é essencial para o progresso humano. A Companhia produz inovações que extraem valor das ciências químicas e biológicas para ajudar a solucionar os problemas mais desafiadores do mundo tais como a necessidade de água potável, a geração e conservação de energia limpa e o aumento da produção agrícola. Tendo a ciência e a tecnologia no coração de suas atividades, a Dow investe mundialmente no desenvolvimento e aprimoramento da educação científica para estudantes de todas as idades, ajudando a despertar o interesse pelas ciências desde as primeiras etapas da vida estudantil e contribuindo com a formação dos cientistas que vão tornar o futuro do nosso planeta mais inovador e mais sustentável. Nesse sentido, a Companhia inova mais uma vez ao se posicionar como parceira oficial de conteúdos científicos do Transforma, a plataforma de educação dos Jogos Rio A Dow também tem orgulho em ser a Companhia Química Oficial do Movimento Olímpico e Parceira Oficial de Carbono dos Jogos Rio 2016, tendo o compromisso de mitigar a pegada de carbono proveniente da organização e entrega dos primeiros Jogos Olímpicos no Brasil. Essa mitigação vai ocorrer por meio de tecnologias inovadoras e de maior eficiência energética nas áreas de agricultura, infraestrutura e indústria. O portfólio líder e integrado nas áreas de Especialidades Químicas, Materiais Avançados, Ciências Agrícolas e Plásticos oferece uma ampla variedade de soluções e produtos baseados em tecnologia para aproximadamente 180 países. As mais de famílias de produtos da Companhia são produzidas em 179 unidades fabris em 35 países ao redor do mundo.

30 FICHA CATALOGRÁFICA Título: A Física dos esportes Assunto: A Física a favor dos atletas Física, esportes, desempenho dos atletas, próteses Paralímpicas, Palavras-chave: equipamentos esportivos Data da publicação: 02/2016 Edição: 1ª edição Autor/Criador: Comitê Organizador dos Jogos Olímpicos e Paralímpicos Rio 2016 Colaboração: DOW Banco de Imagens Rio 2016 Imagens: Getty Images Tipo de Documento: Aula Digital Idioma: Português (Brasil) Objeto Digital: Slide de Apresentação Formato:.pps e.pdf Local original: Apoiador oficial Parceiros nacionais Parceiros internacionais Realização