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El futbol desafia a la física

Publicado por @Shinji_Harper el viernes, 27 junio 2014
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Oaxaca, México.- Con la traza de un entrenador desde la banca, Jorge Flores Valdés, investigador emérito del Instituto de Física (IF) de la UNAM, explicó el sustento científico del balompié, deporte ligado a leyes de mecánica clásica, hidrodinámica, aerodinámica, así como a las fuerzas gravitacional e impulsiva.

“Lo primero que uno como físico puede decir es cómo se mueve el balón después de que alguien lo golpea. Voy a olvidar que el balón tiene cierta dimensión y lo voy a considerar como un punto masa, porque es más fácil de analizar. Sabemos que ese punto masa es influenciado por la Tierra, es decir, sube, se desacelera por la fuerza de gravedad que apunta hacia el centro del planeta y luego cae. Describe una trayectoria que es una parábola, ahí está el primer fenómeno físico”.

¡Chanfle!

unamfutDidáctico, el investigador universitario gestualiza y visualiza el mediocampo para despejar dudas. “En los denominados tiros con chanfle la bola gira con respecto a un cierto eje, todo depende de cómo sea golpeada; gira en un eje horizontal, en un eje vertical o en uno inclinado”.

Flores Valdés, expresó que en el tiro libre entrarían dos principios físicos: el deBernoulli, que refiere que a mayor velocidad menor presión en el aire, y el otro, el efectoMagnus, concerniente a un físico alemán del siglo XIX, que encontró que una pelota que gira en un fluido como es el aire, recibe una fuerza lateral y eso es lo que la desvía de su trayectoria original.

Para el caso del penalti, en el cual se ubica el balón a 11 metros de la línea de gol, el investigador del IF explicó que debido a la distancia ahí se prioriza la velocidad del balón y, generalmente, la línea recta como trayectoria.

Para explicar lo que desde la física sucede con los jugadores de manos enguantadas, el universitario realizó una analogía entre éste y el bateador del béisbol.

“Entre el montículo y el home, la pelota que lanza un buen pitcher tarda como medio segundo en recorrer la trayectoria –para adquirir conciencia el cerebro humano también requiere de ese lapso de tiempo–; el bateador no puede saber qué diablos hará la pelota, porque no es consciente de su movimiento. ¿Entonces qué pasa, cómo son los buenos bateadores y los buenos porteros?, pues se percatan de cuál es el eje de rotación de la pelota que se proyectó, y se dan cuenta de ello porque tienen buena vista y anticipan si caerá o hará chanfle. Así, se desplazan a donde esperan llegue la pelota”.

Eduardo Galeano, escritor uruguayo, ya había descrito con su óptica literaria a la pelota en este fenómeno físico. “También tiene sus veleidades y a veces no entra al arco porque en el aire cambia de opinión y se desvía. Es que ella es muy ‘ofendidiza’. No soporta que la traten a patadas, ni que le peguen por venganza. Exige que la acaricien, que la besen, que la duerman en el pecho o en el pie. Es orgullosa, quizás vanidosa, y no le faltan motivos: bien sabe ella que a muchas almas da alegría cuando se eleva con gracia, y que son muchas las almas que se estrujan cuando ella cae de mala manera”.

Sin embargo, Flores Valdés baja el balón y apunta desde la física. “Las rugosidades del balón arrastran el aire, y lo hacen de manera diferente según gira. A veces el aire hace que se mueva más rápido en una dirección y más lento en otra; entonces la presión que ejerce es diferente arriba y abajo y eso cambia la trayectoria, por lo que puede engañar al portero, que al principio espera algo parecido a la trayectoria parabólica, pero como gira en el aire, se puede desviar y es lo que hace que se vaya a meter en el arco, en la esquina o en el ángulo”.

Fracturas

balonfutbolEn ese instante de infortunio que consiste en la rotura del hueso de un futbolista, el académico del IF explicó este fenómeno bajo la óptica de su especialidad con una analogía: golpear un clavo con un martillo.

“Supongamos que quiero colocar un cuadro y meter un clavo en la pared, con sólo empujarlo no se logra el objetivo. ¿Qué se tiene que hacer?, usar un martillo; ¿qué hace el martillo?, produce sobre aquél una fuerza mayúscula. ¿Qué ocurre con las patadas que se dan los futbolistas?, algo parecido, pues imprimen fuerza (impulsiva), pero en este caso sobre la pierna de otro jugador. Así como el clavo hizo una abertura en el muro, el botín del defensa rompe el hueso de otro jugador al parar en un tiempo muy breve dicha fuerza”, explicó.

El investigador emérito del IF realizó un recuento de los fenómenos físicos que intervienen en el ‘fut’. “Está por un lado la fuerza impulsiva, que es la patada; está el efecto que se le da con el pie a la bola, que la hace girar para acá, hacia allá, o no la hace girar; está el fenómeno de la colisión y de la fuerza impulsiva, luego el movimiento de un cuerpo en el campo gravitacional de la Tierra.

“También la rotación de una esfera en un gas, que es un problema de aerodinámica y ahí intervienen Bernoulli y la fuerza de Magnus; la forma y superficie del balón, si es rugosa, muy lisa o si tiene diseños, todo eso afecta el movimiento de la pelota y tiene mucho que ver con el rebote en el suelo; también está la masa y el diámetro de la pelota”.

En suma, una decena de efectos físicos repercuten en el movimiento del balón. Los que saben pegarle bien, subrayó, los utilizan de una manera u otra para tratar de lograr su objetivo, que es meter un gol. Pero lo más interesante es que todo eso lo hacen de manera inconsciente, pues muchas de estas situaciones surgen de haberlas repetido un millón de veces.

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