16/5/2010 - DJ:

La física atlética

T.E.L: 3 min. 31 seg.


La transformación de la energía en diversas formas no ocurre sólo en raros experimentos de laboratorio, sino en la vida cotidiana. La física tiene algo que decir en las pruebas atléticas. Y el físico también influye.
Física Atlética


De lo que vamos a hablar es de cinemática.
Aunque parece ilógico, Galileo demostró que todos los cuerpos caen desde la misma altura adquieren en el vacío la misma velocidad. Claro que no ocurre esto en nuestra vida cotidiana por un factor decisivo: el rozamiento del aire. Pero en la Luna, es otra cosa, como lo demostraron los astronautas.

A este tipo de movimiento se lo denomina caída libre.
¿Qué pasa cuando ocurre al revés? No, no cuando damos vuelta un martillo y lo dejamos caer, sino cuando tiramos algo hacia arriba, en vez de soltarlo desde una altura.
A ese otro tipo de movimiento se lo denomina Tiro vertical cuando la trayectoria que forma el objeto lanzado forma un ángulo recto con la horizontal del lugar.

En este tipo de movimientos ocurren transformaciones de energía. A la energía que depende de la altura (posición) se le suele decir "energía potencial" y a la energía debida al movimiento, "energía cinética".
En algunas circunstancias, una clase de energía se transforma en la otra.
En la caída, la energía potencial se convierte en cinemática. "Se pierde altura y se gana velocidad".
Lo inverso ocurre en el tiro, "se gana altura y se pierde velocidad".

Y si hablamos de velocidad y altura, podemos pensar en un saltador con garrocha.

¿A qué altura logra llegar un saltador?
Se puede aplicar la siguiente expresión:

h max =vi^2/2*g


La altura máxima alcanzada por un proyectil, lanzado verticalmente hacia arriba es igual al cuadrado de la velocidad inicial dividido por el doble de la aceleración de la gravedad. En este caso, el proyectil es el saltador.

¿Y cómo sé la velocidad? Bueno, la podríamos deducir de la misma forma si conociéramos la altura alcanzada, pero eso es justamente lo que quiero saber.




Supongamos entonces que un saltador, que antes de saltar debe correr, logra una velocidad igual a la de los corredores de los 100 metros llanos. Supongamos entones que Usain Bolt, plusmarquista de esta prueba atlética que alcanzó una marca de 9,58 segundos para recorrer 100 metros, realizara el salto en alto.
Si recorre 100 metros en 10 s (para redondear), entonces su velocidad puede ser expresada como 10 m/s.

No encuentro con facilidad qué velocidad alcanza, si es que se registró alguna vez, un saltador en alto o un saltador con garrocha, pero según EFDeportes para los hombres se logra una velocidad de 8 m/s en salto en alto.

Si vamos a la fórmula antes expresada, queda que, con una velocidad inicial de 10 m/s, la altura a alcanzar debería ser de 5,11 metros.
Para 8 m/s, la altura debería ser de sólo 3,27.

¿Cuánto se eleva un saltador con garrocha en los juegos olímpicos?
El récord mundial en salto con pértiga, según IAAF, lo ostenta el ucraniano Sergéi Bubka en 1994 con 6,14 (versus los 5,11 que debería alcanzar Bolt).
El cubano Javier Sotomayor, en 1993, alcanzó los 2,45 en salto en alto obteniendo el récord de la categoría (versus los 3,27 que lograría si su velocidad fuera de 8 m/s).

Hagamos ahora el cálculo de la velocidad, conociendo la altura alcanzada:

vi=raíz(2*g*h)


Para una altura de 6,14 la vi debió ser 10,97 m/s (versus los 9,58 de Bolt),
y para una altura de 2,45, la vi debió ser 6,93 m/s (versus los 8 m/s usados antes).

¿De dónde surge la diferencia?
En el caso del salto con garrocha podemos decir que el saltador se eleva un poco más al apoyarse en la pértiga. Esto le hace ganar algunos centímetros. Pero también hay que considerar que a los cinco metros que obtuvimos primero para el salto a una vi de 10 m/s deberíamos agregarle la diferencia del centro de gravedad. Es decir, el resultado representa no la elevación del pie del saltador, sino la elevación de su centro de gravedad, que normalmente está en el estómago. Con saltadores que miden más de 1.80 metros de altura, el centro de gravedad está algo por encima del metro del piso. Esta diferencia ya nos acerca al resultado obtenido.

En el caso del salto en alto, el movimiento es rectilíneo uniforme variado, cambia la velocidad en cada unidad de tiempo: dan unos primeros pasos para romper la inercia y, al final, hay una desaceleración antes del salto.

Y, evidentemente, las técnicas en cada caso son distintas y, a nivel profesional, se pulen todos los aspectos posibles para que cada variable sea la mejor del caso. El movimiento es esencial, pero también la contextura de los atletas y la fuerza muscular son también decisivas. Pero, incluso en una actividad deportiva o recreativa, la física tiene algo que decir al respecto.

En otras palabras, la física y el físico juegan un rol fundamental en las disciplinas atléticas. Y en el caso de la australiana Melanie Adams, que alcanzó los 4 metros en Perth y sólo 3.8 en Sydney, sus marcas no deslumbran a la física, pero el físico es otra cosa! No quiero hacer un comentario de poca altura sobre la atleta, pero no hay duda que acelera corazones la saltadora!

Nota escrita para el VII Carnaval de la física, en esta edición hospedado por El Navegante. Para unirse y leer las entradas existe una red social en Ning.



Fuentes y links relacionados

  • Físicamente, Claudio Sánchez. Ediciones De Mente.


  • Sobre las imágenes

  • Infografía Salto con Garrocha de Aztecadeportes.com




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