Futbol Y Fisica

Fútbol y Física: pasión de multitudes
Imaginemos esta situación futbolera: Clásico entre COLO COLO y UNIVERSIDAD de CHILE, final del campeonato nacional, minuto 45 del segundo tiempo, empate 2 a 2
Un defensor chuncho comete una infracción contra un delantero colocolino cerca del área, el árbitro Chandía sanciona tiro libre y pronto se ubica una barrera de seis para defender el arco custodiadopor Pinto. El mediocampista Matías Fernández acomoda la pelota, un instante antes de patear cruza por su cabeza un estudio realizado por el físico alemán Gustav Magnus en 1852, se ilumina su rostro, patea. La pelota recorre cierta distancia en línea recta, pasa a más de un metro de distancia de la barrera, por la derecha, y pareciera que se dirige hacia el banderín del corner, pero de pronto, haceuna comba y termina su recorrido en un golazo.
¿Qué relación existe entre los estudios de física de Magnus y el gol de COLO COLO?
Siglos atrás, muchos cañonazos erraban sus objetivos: durante el vuelo las balas de cañón se apartaban de la trayectoria predicha, por culpa del viento y/o de pequeñas irregularidades en la superficie del proyectil. Sin embargo, los ingenieros militares sedieron cuenta que si se arrojaba una bala haciéndola girar sobre sí misma, ésta se desviaba lateralmente pero su trayectoria era mucho más estable que lanzándola sin girar, y no dependía tanto del viento u otras circunstancias menores. A Magnus le encargaron que estudiase el porqué de esa desviación lateral y la solución que encontró es la siguiente, aplicable tanto a balas de cañón como al golazoColocolino: Consideremos una pelota en vuelo que está rotando sobre sí misma alrededor de un eje perpendicular al flujo del aire. Cuando el borde del balón se mueve en la misma dirección que el flujo de aire, éste viaja más rápido con respecto al centro de la pelota. Esta mayor velocidad reduce el empuje o presión que ejerce el aire sobre ese sector de la pelota respecto a una pelota que no gira (esel llamado principio de Bernoulli: “a mayor velocidad del fluido menor presión”) El efecto contrario ocurre en el lado opuesto de la pelota, donde el aire viaja más lentamente respecto del centro. Por lo tanto, allí existe una mayor presión: el aire empuja con mayor fuerza. Como consecuencia del giro, existe una fuerza neta que empuja lateralmente la pelota y ésta se desvía de su trayectoria. Ladesviación lateral de un objeto en vuelo es generalmente conocida como efecto Magnus.

Pero surge naturalmente una pregunta: ¿por qué tardó tanto la pelota en desviarse? Veamos que pasó. Las fuerzas que actúan durante el vuelo de una pelota que gira sobre sí misma son de dos tipos: de arrastre y de empuje. La fuerza de empuje es la fuerza hacia un costado o hacia arriba que da origen alefecto Magnus. La fuerza de arrastre se opone al movimiento de la pelota, la zona frontal recibe una mayor presión que la parte posterior. Cuando la pelota no viaja rápidamente, el flujo del aire a su alrededor es suave (el llamado flujo laminar), la capa de aire que la rodea se separa rápidamente de la misma, dejando una gran zona de baja presión detrás de la pelota. La diferencia de presión entreel aire delante y detrás de la pelota produce una mayor fuerza de arrastre, es decir


mayor resistencia al movimiento. Cuando la pelota viaja a gran velocidad, el flujo de aire a su alrededor es desordenado (flujo turbulento), y la diferencia de presiones ahora es pequeña, esto significa menor resistencia, y la pelota no se frena relativamente tan rápido.
Se sabe que cuando la velocidad de lapelota aumenta la fuerza de Magnus (empuje) disminuye. Esto significa que una pelota dando vueltas sobre sí misma, moviéndose en forma lenta, es desviada lateralmente en mayor proporción que la misma pelota desplazándose a gran velocidad. Entonces, a medida que la pelota se va frenando su desviación lateral se acentúa.
Vayamos ahora a la explicación del golazo. El mediocampista colocolino pateó...