Física do Futebol

Hoje é a estréia a Seleção do Brasil na Copa do Mundo da África. Por que não falar de futebol? E Física? A Física dos esportes é uma área de estudos fascinante, com aplicações práticas evidentes.

Em um 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. Uma força é toda a ação capaz de modificar o estado de movimento ou causar deformação de um corpo. As forças traduzem a interação entre os corpos e podem ser exercidas por contato ou à distância.

Quando o jogador dá um chute na bola, fazendo com que ela mude de direção, aplica uma força de contato, ou seja, há uma interação entre o pé e a bola. Considerando as duas forças iguais e opostas que constituem a ação e reação.

Quais são as forças aerodinâmicas que atuam sobre uma bola de futebol? Temos a força de arrasto e existe a “crise do arrasto“, um fenômeno notável, que desempenha um papel importante em situações normais de jogo. A crise do arrasto é a redução abrupta que a resistência do ar sofre quando a velocidade da bola aumenta além de um certo limite. Esse é um fenômeno bem conhecido na dinâmica de fluidos. Outro fenômeno aerodinâmico importante é o efeito Magnus, causado pela rotação da bola.

Uma bola de futebol em movimento no ar está sujeita a forças aerodinâmicas causadas pela pressão e viscosidade do meio. A força resultante pode ser decomposta em duas componentes: o arrasto, antiparalelo à velocidade, e a sustentação, perpendicular à velocidade. Nesta seção vamos discutir as propriedades da força de arrasto. A força de sustentação que surge quando a bola está girando (efeito Magnus) será tratada mais à frente.

Encontrei o portal, Ciência à Mão, que explica o “gol que Pelé não fez” na partida Brasil x Tchecoslováquia pela Copa do Mundo de 1970, em Guadalajara. O portal fala sobre as forças aerodinâmicas e faz simulações das ausências de uma das forças.

Prá Frente Brasil!!! Rumo ao Hexa!!!

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Nada de novo

Outro dia eu falei sobre Nada, as várias facetas do nada, o vazio, o zero, o vácuo, o …

O nada é conceitual, ele existe mesmo? A física quântica deixa muita gente confusa quando afirma que é impossível existir o nada absoluto: o espaço vazio puro. A constatação de que o vácuo possui uma energia própria, porém, já foi provada experimentalmente, e só não percebemos isso no dia a dia porque essa energia é muito pequena. Para entende o quão pequeno é, a física quântica trata de dimensões são próximas ou abaixo da escala atômica, tais como moléculas, átomos, elétrons, prótons e de outras partículas subatômicas, muito embora também possa descrever fenômenos macroscópicos em diversos casos.

E é aí que vem a novidade interessante, uma dupla de teóricos brasileiros, porém, acaba de descobrir um modo de fazer com que a energia do vácuo aumente sem controle, num fenômeno de alta violência.

A ideia, descrita em um artigo de Daniel Vanzella e William Lima, do Instituto de Física de São Carlos, conquistou espaço na revista Physical Review Letters, uma das mais disputadas da área. No trabalho, a dupla descreve como retirou essa energia do vácuo quântico utilizando a gravidade.

Gravidade, eletromagnetismo, a força nuclear fraca, e a força forte, as quatro interações que cada fenômeno físico observado, desde uma colisão de galáxias até quarks agitando-se dentro de um próton.

E a gravidade é força de atração que os físicos consideram fraca. Por isso é que o trabalho dos brasileiros chamaram tanta atenção ao misturar o vácuo quântico com a gravidade.

O que eles fizeram foi aplicar as equações da energia do vácuo a um espaço onde a gravidade é fortíssima: uma estrela de nêutrons. É um tipo de astro extremamente compacto. Se uma estrela com duas vezes a massa do Sol fosse prensada até ficar com um centésimo de milésimo do tamanho, meros 25 km de diâmetro, ela seria uma estrela de nêutrons.

Por fim, mostraram que a gravidade perto de um objeto desses iria interagir com o vácuo de forma tão violenta que campos de energia extremamente fracos seriam amplificados exponencialmente. Uma vez com o resultado nas mãos, porém, os físicos se perguntaram que tipo de energia contida no vácuo poderia sofrer essa explosão.

Os físicos verificaram que o eletromagnetismo, o tipo de energia cuja forma mais conhecida é a luz, não seria afetado pela gravidade de uma estrela de nêutrons da forma brutal como os físicos previam.

Essa energia não serviria para iluminar cidades ou mover carros, mas pode ajudar a entender alguns dos pontos mais obscuros da física moderna, a energia escura. E entendê-la é o maior desafio da cosmologia, força que faz o Universo se expandir aceleradamente. Físicos não sabem dizer por que o Big Bang, a explosão que deu origem ao cosmo, não está desacelerando, o que seria de esperar – já que a gravidade das galáxias as atrai umas às outras. Já se postulou até a existência de tipos de campo de força desconhecidos para tentar explicar a energia escura, mas sem sucesso.

Ainda é muito especulativo ainda, mas se o efeito verificada realmente se manifestar no caso eletromagnético em contexto cosmológico, seria uma possível explicação para a energia escura. A teoria chegará a algum tipo de previsão que pode ser colocada sob teste em observações astrofísicas num futuro próximo.

Fonte: Folha.com