Professor Coelho dá dicas de como aprender Física com o futebol

A pouco mais de um ano da realização da Copa do Mundo da FIFA no Brasil, podemos nos inspirar no futebol para aprender um pouco de Física. Quando chutamos uma bola de futebol, a mesma passa a descrever um movimento parabólico em relação a um observador, por exemplo, nas arquibancadas.

Após perder o contato com o pé do atleta e iniciar a subida, as únicas forças que atuam sobre a bola são a força peso e a força de resistência do ar, porém, a maioria das questões de vestibular não consideram a ação dessa última, desprezando assim as forças dissipativas.

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Considerando apenas a ação da força peso, podemos fazer uma análise baseada no princípio de conservação da energia, ou seja, conforme a bola vai ganhando altura ocorre um aumento da sua energia potencial gravitacional (Ep = m.g.h) e, consequentemente, ocorre uma diminuição da sua velocidade, acarretando em menores valores de energia cinética (Ec = m.v²/2).

É importante lembrar que no ponto mais alto da trajetória a velocidade é mínima, porém, diferente de zero. Associada à força peso temos a ação da aceleração da gravidade, que age apenas no eixo vertical. No instante após o chute, a bola se move com uma velocidade inclinada que pode ser decomposta em duas componentes, uma horizontal e outra vertical. Como a aceleração atua apenas no eixo vertical, temos dois movimentos simultâneos, porém independentes (Princípio de Galileu). No eixo x (sem aceleração) temos um MRU, e no eixo y (com aceleração) temos um MRUV.

Chute com efeito

Em uma partida de futebol, muitas vezes vemos um chute com efeito no qual a bola não se desloca em linha reta. Quando a bola possui um movimento de rotação, além do movimento de translação, passa a existir uma diferença de velocidade relativa entre o ar e a bola, ocasionando uma diferença de pressão. Com isso surge uma força perpendicular ao movimento, que é a responsável pelo desvio da bola.

O professor André Coelho é graduado e mestre em Engenharia Mecânica pela UFSC. Desde1999 leciona em pré-vestibular. Atualmente faz parte da equipe de professores do COC Floripa. Contato: www.cocfloripa.com.br