Energia Potencial e Energia Cinética no Salto à Vara

O salto com vara é um desporto incrível para se assistir. A técnica do atleta pode ser bastante fluida e graciosa: é o resultado de uma técnica altamente estudada e planeada para optimizar a conversão de energia.

Primeiro, vamos descobrir a sua energia cinética quando ele está a correr na velocidade máxima, e então calcularemos quão alto ele poderia saltar se usasse toda a sua EC (energia cinética) para aumentar a altura do seu salto e, portanto, a sua energia potencial (EP) sem gastar nada. Se ele convertesse toda a sua EC para EP, podemos resolver a equação estabelecendo igualdade a cada um:

1/2 m v² = m g a

Uma vez que há massa em ambos os lados da equação, podemos eliminar essa variável. Isso faz sentido porque ambas EC e EP aumentam com uma massa maior, logo se o corredor é leve, sua EP e EC aumentam. Então, eliminamos a massa e modificamos a equação de modo a eliminar também a aceleração (a):

1/2 v² / g = h

Vamos supor que o atleta corre tão rápido como qualquer pessoa no mundo. Agora, o recorde mundial para correr 100 m é menos que 10 segundos. Isso gera uma velocidade de 10 m/s. Sabemos que a aceleração devido à gravidade é de 9,8 m/s². Agora podemos encontrar uma solução para a altura:
 

1/2 x (10² / 9.8) = 5.1 m

Logo 5,1 m é a altura a que o atleta pode elevar o seu centro de massa se convertesse sua EC em EP. Mas o centro da massa não está sobre o chão e sim no meio do seu corpo, cerca de 1 m do chão. Logo a melhor altura que um saltador pode alcançar é de facto 6,1 m. Ele pode ser capaz de ganhar um pouco mais de altura usando técnicas especiais, como impulsionar pela ponta da vara, ou conseguir um óptimo salto antes de cair.

 Na animação, podemos ver como a energia do saltador muda à medida que faz o salto. Quando ele começa, as suas energias potencial e cinética são zero. Quando começa a correr, ele aumenta a sua energia cinética. Então, ele começa o salto, trocando sua energia cinética pela energia potencial. Quando a vara se curva, absorve muito da energia cinética do atleta, como se comprimisse uma mola. Ele usa a energia potencial armazenada na vara para elevar seu corpo sobre a barra. No alto do seu salto, ele converte grande parte da sua energia cinética em energia potencial.

Fonte: http://esporte.hsw.uol.com.br/salto-com-vara3.htm

Drible de uma bola de basquetebol

Quanto maior é a pressão do ar que uma bola de basquetebol tem dentro dela, menor é a deformação na sua superfície quando é driblada, e maior a energia armazenada no ar comprimido no interior da bola. Para uma colisão mais elástica possível entre a bola e o chão, é necessária uma bola com uma alta pressão.

O material onde se dribla a bola também e muito importante. Uma superfície macia irá deformar-se quando a bola a atinge, e isso irá diminuir alguma energia da bola. Concluímos então que quando mais a dura a superfície, melhor é o drible.

Fonte: http://www.worsleyschool.net/science/files/physicsof/basketball.html

Relação entre a propulsão e o arrasto na Natação

• Se a propulsão for menor que o arrasto, o nadador sujeita-se, numa fase particular do ciclo motor, a um impulso resultante negativo e, portanto, a um aceleração também negativa, tendendo a velocidade a diminuir com o tempo.
• Se a propulsão for igual ao arrasto o nadador ou está em repouso ou move-se com velocidade constante (a aceleração é zero).
• Se a propulsão for maior que o arrasto, o nadador sujeita-se, numa fase particular do ciclo do motor, a um impulso resultante positivo e, portanto, a uma aceleração também positiva, tendendo a sua velocidade a aumentar com o tempo.

Fonte: http://home.utad.pt/~desporto/gabinetes/natacao/aulas/5modelos.pdf

Velocidade e aceleração num jogo de voleibol

A velocidade e a aceleração médias são elementos muito importantes na modalidade do voleibol e complementam-se uma à outra.

No voleibol, a aceleração média é usada para encontrar a velocidade de um jogador, cuja velocidade aumenta ou diminui durante um determinado período de tempo em que este esteja em movimento.

A equação da aceleração é:

a=v2-v1/t2-t1        ou         a=v/t

Não são só os jogadores que têm aceleração e velocidade, a bola também. Há momentos do jogo em que o valor da aceleração é constante. Por exemplo, quando a bola é servida. Como a velocidade da bola aumenta, a distância também se torna maior nesse intervalo de tempo.

Como está em aceleração constante, aumenta a velocidade para o mesmo valor para cada intervalo de tempo.

Há muitas equações relativas à velocidade, aceleração, deslocamento e tempo. Aqui estão algumas:

• a =v/t
• vf = vi +at
• d = vit + .5at2  
• v2 = vi2 + 2ad

a= aceleração
v= velocidade
t= tempo
d= distância percorrida (deslocamento)

Embora se possa calcular a aceleração da bola ou do jogador, não é normal fazê-lo.

Fonte: http://www.east-buc.k12.ia.us/02_03/ce/tt/serve.htm

Sweet Spot de Raquete de Ténis

  

Sweet Spot é uma área da raquete, que fica na parte central das cordas, e que é, basicamente, onde todos os tenistas deveriam e gostariam que a bola batesse. Quando batemos a bola fora do centro do aro, a raquete produz uma vibração mais significativa, o que pode incomodar o braço, podendo causar lesões. Portanto, jogadores principiantes devem jogar com raquetes de preferência com grande Sweet Spot, facilitando as jogadas.

O Sweet spot maior permite que o tenista contacte a bola com conforto; em contrapartida, essa maior área diminui a velocidade de manipulação da raquete, ficando mais difícil manuseá-la e acelerá-la se os seus golpes de fundo forem completos, com boa técnica.

Uma raquete de cabeça pequena deixa o “Sweet spot” muito restrito, os tenistas que não têm uma batida concentrada no centro da raquete, por exemplo, sofreriam com uma raquete assim, pois além do batimento sair totalmente sem precisão, causa diversas vibrações nocivas ao braço do tenista. Ao contrário, quando o tenista possui um batimento concentrado, garantirá o máximo controlo e excelência nos golpes. 

Por isso é que antes de se comprar uma raquete nova o tenista deve sempre testá-la antes, isso serve para verificar se realmente se vai adaptar a ela.

Fonte: http://www.sraraquete.com/saiba-o-que-e-sweet-spot/

Simulação de um jogo de Voleibol

Uma partida de voleibol bem disputada é algo bastante interessante de se ver e também de participar.

A análise de algumas jogadas básicas do voleibol pode proporcionar-nos uma interessante oportunidade de aplicarmos os nossos conhecimentos de física.

É exatamente isso o que faremos nesta simulação, analisando a relação entre força, quantidade de movimento e tempo de interacção.

Entra, joga e dialoga com os teus colegas.

Clica aqui para abrir a simução: Simulação Voleibol

Fonte: http://rived.mec.gov.br/atividades/fisica/variacao/atividade3/atividade3.htm

Mudanças de direcção no Basquetebol

Um jogador deve ter uma boa tracção, que é o mesmo que dizer que o coeficiente de atrito entre o sapato e o chão deve ter um valor elevado. O atrito é a força que se opõe ao movimento entre duas superfícies que estão em contacto. Todas as superfícies são ásperas, numa escala microscópica, e quando duas superfícies entram em contacto, as zonas altas de cada superfície entram temporariamente em contacto. Opor ou atrair forças de uma superfície molecular causa uma força de atrito.
Um jogador de basquetebol irá também fazer uso da força de atrito estático; um pé firmemente apoiado, em vez de deslizar sobre o chão, fornecerá mais atracção quando for necessário parar, ou mudar de direcção subitamente. Isto devido á força de atrito, que é melhor que o atrito de deslizamento. É também por isto que o calçado deve ter uma boa aderência no piso, em qualquer direcção que se empurre, é por isso que alguns ténis não são adequados para o basquetebol…podem ter muito tracção dianteira, mas escorregam muito facilmente quando empurram de lado. É parecido como conduzir…pneus giratórios, que têm menor força de atrito que os não giratórios.

Fonte: http://www.worsleyschool.net/science/files/physicsof/basketball.html