Fisica

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Resumo
A física dos esportes é um campo de estudos potencialmente motivador para os
alunos, sejam eles de segundo grau ou universitários. Apesar da riqueza de
conteúdos e do interesse que costumam despertar, temas desse tipo não são
geralmente tratados nos livros textos de física básica, que deixam de aproveitar
suas potencialidades pedagógicas.
Abordamos neste trabalho alguns aspectos dafísica da natação. Através desse
esporte promovemos discussões sobre vários temas de mecânica, indo da
cinemática à dinâmica, passando pela estática e, é claro, a mecânica de fluidos.
Busca-se com isso despertar a atenção dos alunos, auxiliar a aprendizagem de
mecânica, e criar uma ponte interdisciplinar entre o esporte e a sala de aula.

Índice
1. INTRODUÇÃO 7
2. CINEMÁTICA DA NATAÇÃO 82.1. Provas de nado livre 9
2.2. Efeito cinemático dos saltos e viradas 12
2.3. Análise comparativa dos diferentes estilos de nado 18
2.4. Evolução dos recordes 22
Referências do capítulo 2 24
3. ESTÁTICA DA FLUTUAÇÃO 25
3.1. Flutuabilidade 25
3.2. Empuxo e o princípio de Arquimedes 27
3.3. Centro de gravidade 27
3.4. Centro de flutuação 28
3.5. Torque na flutuação 30
Referências docapítulo 3 31
4. DINÂMICA DA NATAÇÃO 32
4.1. Propulsão: arrasto ou sustentação? 33
Referências do capítulo 4 36
5. COMENTÁRIOS FINAIS 37

Índice
1. INTRODUÇÃO 7
2. CINEMÁTICA DA NATAÇÃO 8
2.1. Provas de nado livre 9
2.2. Efeito cinemático dos saltos e viradas 12
2.3. Análise comparativa dos diferentes estilos de nado 18
2.4. Evolução dos recordes 22
Referências do capítulo 2 24
3. ESTÁTICADA FLUTUAÇÃO 25
3.1. Flutuabilidade 25
3.2. Empuxo e o princípio de Arquimedes 27
3.3. Centro de gravidade 27
3.4. Centro de flutuação 28
3.5. Torque na flutuação 30
Referências do capítulo 3 31
4. DINÂMICA DA NATAÇÃO 32
4.1. Propulsão: arrasto ou sustentação? 33
Referências do capítulo 4 36
5. COMENTÁRIOS FINAIS 37

1. Introdução
O presente trabalho consiste numa coletânea detópicos de Física
presentes na prática desportiva da natação. Seu objetivo é promover discussões
relacionando o ensino de física com a física dos esportes, aproveitando o
interesse que tal conexão costuma despertar entre os estudantes. O trabalho tem
três partes principais. Na primeira (capítulo 2) discutimos a cinemática do nado, e
tentamos estimar as velocidades máximas alcançadas em cada estiloolímpico de
natação. Além da velocidade, calculamos também o tempo que os nadadores
ganham com a largada e com as viradas. Na segunda parte do trabalho (capítulo
3), estudamos a estabilidade da flutuação do corpo humano na água, introduzindo
conceitos úteis como o centro de empuxo. Por fim, no capítulo 4, falamos das
forças propulsivas que movem o nadador e discutimos sua origem hidrodinâmica.2. Cinemática da natação
Você já se perguntou com que velocidade o ser humano pode nadar? Esta
questão aparentemente inocente é ambígua. O corpo humano não é um ponto
material, trata-se de um corpo extenso. Ao nadar, movemos diferentes regiões do
corpo, cada uma com sua respectiva velocidade. Essa velocidade também varia
de acordo com a fase do ciclo de braçada, como mostra a figura 2.1.Figura 2.1 Velocidade e aceleração durante um ciclo de nado peito [1].
Uma forma de se determinar a velocidade de um nadador consiste em usar
um sensor de movimento; tal recurso é utilizado por técnicos para obter dados
precisos dos desempenhos dos atletas, como os mostrado na figura 2.1.
Determinar a velocidade do nado usando dados de sensores, no entanto, é difícil por váriosmotivos. Tais dados são difíceis de encontrar, e medidas diretas em
atletas de ponta são muito trabalhosas e caras para os propósitos de uma
atividade didática. Uma alternativa seria utilizar vídeos para calcular a velocidade
de nadadores. Embora esse método seja mais simples que o uso de sensores, ele
ainda é relativamente complicado, demandando programas de análise de vídeo,
calibrações,...
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