A física no fútbol 1

Por que cando pateamos unha pelota de fútbol alcanza moita máis velocidade se esta vénnos en sentido contrario, que se esta está quieta?

Resposta:

En efecto,é un efecto que supoño ben coñecido entre amantes de deportes de pelota varios, entre os que tamén está o tenis: a resposta a un mandoble do opoñente adoita saír da nosa raqueta moito máis ?forte? (a máis velocidade) que un golpe dado coa pelota quieta con respecto a nós.

Responderei esta pregunta con outra pregunta: Por que un balón que rebota contra unha parede chega máis lonxe cando vén contra ela moi rápido, se o comparamos con outro balón que chega ?chorando?? A parede non é sospeitosa de participar dando efecto ao balón ou nada semellante, nin sequera unha humilde patadita. A resposta está en tres palabras: enerxía potencial elástica.

Antes de meternos en fariña, hai que demostrar un postulado básico para a nosa tese. Chamemos a un invitado que nunca nos fallou nesta páxina e ao que poucos esperaban ver nunha entrada como esta. Invoquemos a Albert Einstein. Einstein, na súa Relatividade Especial ou restrinxida (a primeira, a de 1905, a de E=mc2), afirmou que nada pode viaxar máis rápido que a velocidade da luz no baleiro. Unha das consecuencias desta afirmación é que non existen os corpos incompresibles. En efecto, todo corpo que choque con outro sufrirá algún grao de deformación, xa sexa temporal (corpos elásticos) ou permanente (corpos inelásticos ou plásticos). Vexamos por que:

Imaxinemos unha pelota que choca contra unha parede. Imaxinemos que a pelota está feita do material máis duro do Universo, un material cuxos átomos están tan fortemente ligados entre eles que non hai forza humana que consiga separalos. Lancemos esa pelota contra unha parede. A velocidade dá igual.

A parte dianteira da pelota, cando entra en contacto coa parede, sofre unha forza que a frea. É posible que a parede rompa, é posible que non, pero o que nos importa é que a parede contra a que choca a pelota está a freala. Os primeiros en notar a freada son os átomos ?de diante? da pelota. Eses átomos notan a forza da parede, se desaceleran e interaccionan cos átomos da pelota que veñen detrás, freándoos á súa vez?

Servilleta 1: A pelota sempre se deforma. A parede, por dura que sexa, tamén se deforma (efecto non mostrado aquí).

Así pois, empezamos demostrando que ao pegarlle un neque a un corpo, este se deforma. Agora achegámonos ao proceso de pegarlle unha patada a un balón:

1.- Nun primeiro momento, o pé, que adoita ter unha velocidade de entre 15 e 20 m/s, entra en contacto coa pelota. Prodúcese a primeira deformación a medida que o pé segue avanzando e a pelota non se move moi rápido aínda.

2.- Nunha segunda parte, a deformación alcanza o seu máximo, a pelota vai cada vez máis rápido e alcanza a velocidade do pé.

3.- Nunha última etapa, a pelota chega a moverse máis rápido que o pé e sae disparada axudada pola enerxía elástica que almacenou ao deformarse, que a propulsa, apoiándose no pé, para abandonar o contacto con este a unha velocidade maior que a do propio pé (ata 38 m/s, un 140 km/h, se un é Roberto Carlos).

Unha pelota de fútbol que chega a nós a gran velocidade posúe, se desprezamos a súa rotación, unha certa cantidade de enerxía cinética, que depende tanto da masa como da velocidade da pelota. Cando esa pelota choca contra un obstáculo, ou sexa, o noso pé, que avanza cara a ela, a enerxía cinética que posuía o balón convértese en enerxía potencial elástica, sumándose á enerxía que lle proporciona o noso pé e provocando unha compresión maior do balón. Ao liberar maior enerxía na compresión, o balón é equivalente a un peirao máis comprimido, que saltará máis lonxe cando o liberemos que un peirao pouco comprimido.