Acorde con el distinguido físico, doctor Jorge Flores Valdés, para divulgar la ciencia es necesario conectarla con actividades de la vida cotidiana. Y es que, en muchas áreas de nuestra vida, existen múltiples actividades que nos ofrecen la oportunidad de acercarnos a la física del movimiento. Por ejemplo, en el deporte del futbol.

Cuando un jugador patea un balón, aunque no lo sepa, pone en marcha un complicado sistema de leyes y principios…por lo que es un buen pretexto para acercarse a la física del movimiento.

En memoria del Dr. Jorge Flores Valdés reproducimos una de estas entrevistas, precisamente donde, en su momento, explicó a El faro los principios de la física detrás del deporte más popular del mundo.

El Mundial de fútbol es un buen pretexto para acercarse a la física del movimiento. Un jugador no lo sabe en ese momento, pero cuando patea un balón pone en marcha un complicado sistema de leyes y principios… que pueden terminar en gol. El doctor Jorge Flores Valdés, director del Centro de Ciencias Físicas de la UNAM, explica a El faro que las mismas reglas que se aplican para predecir la trayectoria de los planetas funcionan cuando el maravilloso jugador brasileño Roberto Carlos ejecuta un tiro libre con chanfle. ¡Que ruede el balón!

Por Patricia de la Peña Sobarzo

Newton en el fútbol

Por Yassir Zárate Méndez

Desde el punto de vista de la física, ¿qué ocurre cuando se patea un balón?

El fútbol nos permite hacer un análisis y dar un buen ejemplo de cómo se hace la física. Tenemos once jugadores en cada equipo, un balón, un señor que siempre queda mal (el árbitro), dos porterías y el pasto. Éste es un típico sistema de muchos cuerpos.Tenemos aquí once más once, más la pelota, más el árbitro… 24 cuerpos que interactúan unos con otros. Ésta es una cuestión verdaderamente compleja. Para resolverla, la física simplifica problemas. Lo primero que vamos a pensar es que el balón es un punto matemático, lo que los físicos llaman un “puntomasa”, cosa que no es cierto, y que en algunas jugadas va a ser importante que no sea así.

¿Qué ocurre cuando uno de los futbolistas patea al balón?

El choque de su zapato contra la bola hace que la levante, confiriéndole lo que llamamos “momento” (que es el producto de la masa por la velocidad); luego la pelota cae.Tenemos que pensar qué ocurre, por qué la pelota sube debido a la patada, y luego baja. La respuesta la encontramos en la ley de la gravedad: la presencia del campo, que es parte de la Tierra y que es la que hace que la pelota primero se desacelere, llegue a un momento que deje de subir y luego empiece a caer.

¿Qué pasa cuando ya no tenemos un “punto-masa”, sino un balón como los que se van a usar en el campeonato mundial?

Pues entran en juego otros efectos, algunos muy complicados. Primero consideremos qué es lo que pasa con los choques del balón con el suelo.Todo el mundo ha tenido un balón en sus manos y lo ha botado. Sabemos bien que si está desinflado, no rebota; el aire contenido en la pelota debe estar a presión, de tal manera que la pelota sirva para el fin que se busca. Para efectos del juego, también intervienen el radio del balón y su masa, así como el tiempo que esté en contacto con el suelo.

¿Cómo sabe un jugador qué impulso debe darle a la pelota?

Por experiencia, basado principalmente en el conocimiento que tiene del balón, es decir, cuánto pesa y de qué tamaño es. Eso es lo que determina qué es lo que va a pasar. La masa también influye, porque mientras más grande sea, el jugador tiene que pegar más fuerte para poder llegar al mismo lugar. La medida de la inercia es la masa de la pelota: mientras mayor sea la masa es más difícil comunicarle velocidad.

Si usted tiene una masa de una bola de boliche, que pesa más que una bola de fútbol, pues nada más trate de golpearla. Aparte de que es muy rígida, es mucho más masiva, tiene mucho más inercia que la pelota de fútbol.

¿Qué otros principios intervienen en este sistema de muchos cuerpos?

Pensemos en un balón que lanza un futbolista a otro tirando a gol, pero con la presencia del aire. El problema se complica muchísimo, porque es el equivalente del movimiento de una esfera en un medio viscoso (recordemos que el aire es un medio viscoso debido a la presencia de diversas partículas y, por lo tanto, no es el vacío absoluto). Tenemos que pensar en una esfera moviéndose en un fluido. Entonces la pelota gira porque los futbolistas le dan chanfle… Así la pelota va girando, con partes del aire que ella arrastra, y ocurre que va arrastrando una parte del aire, mientras que otra lo va deteniendo.

Lo que han encontrado los físicos que se dedican a estos problemas es que existe un efecto llamado “Magnus”, que consiste en el hecho de que cuando una pelota va dando vueltas y moviéndose en el aire, aparece una fuerza perpendicular a la dirección del movimiento del centro de masa de la pelota. Lo que los buenos futbolistas hacen es darle chanfle y darle un ímpetu tal que haga llegar la pelota, por un lado, a la portería, pero al darle efecto induce una fuerza perpendicular, llamada fuerza de “Magnus”.

Algo que es muy importante en el fútbol son las costuras de la pelota, porque eso es lo que arrastra el aire y hace que el efecto de “Magnus” sea más grande y que la desviación sea mayor y descontrole al portero. Por ejemplo, en una distancia de 30 metros, la pelota puede moverse hasta un metro del plano de la línea de la parábola plana, como hace el futbolista brasileño Roberto Carlos, quien ha logrado unos goles espectaculares valiéndose de este efecto, poniendo en marcha las leyes y los principios de la física newtoniana, que seguramente disfrutaremos en este Mundial.