del Tiro Libre

Curso: 13 Nivelación Aula D- 304

Integrantes: Iván Garzón

Joel Tapia

Richard Álvarez

Erik Portero

1. OBJETIVO

El objetivo del presente proyecto es conocer como la física se encuentra en la

vida cotidiana, como por ejemplo en el futbol ya que en este deporte

interactúan muchos temas respecto a la física pero para nuestro presente

proyecto hemos escogido el tema del movimiento parabólico en el cobro del

tiro libre, para lo cual hemos usado como referencia las medidas oficiales de

una cancha de futbol y una cancha de futbol de la ESPE en donde se juega el

torneo de futbol institucional.

1.1- OBJETIVOS ESPECIFICOS

Conocer como la física se encuentra involucrada en el futbol,

específicamente en el cobro del tiro libre, ya que en este se encuentra

involucrado el movimiento parabólico.

Identificar las características del tiro parabólico mediante la

experimentación.

Como el tiro libre a los diferentes grados de referencia (30°,60°,45°)

influye en la trayectoria del tiro para la realización del gol.

2.- JUSTIFICACIÓN

El presente proyecto lo hacemos con la finalidad de demostrar que la física se

encuentra presente en todos los ámbitos de nuestra vida y el futbol es uno de ellos

ya que en este deporte se encuentra inmerso varios temas de física , pero

nosotros nos vamos a centrar en lo que corresponde a la cinemática,

específicamente el movimiento parabólico.

El proyecto de aula de física nos permitirá desarrollar nuestra capacidad

deductiva, cognoscitiva y nos permitirá poder aplicar todos los conocimientos

adquiridos hasta ahora y de esta manera poder demostrarnos a nosotros

mismos, que somos capaces de poder resolver los diferentes tipos de problemas y

situaciones que se nos presenten

3.- MARCO TEORICO

LA FÍSICA EN LOS DEPORTES

El que pensó que solo el ajedrez es considerado el deporte ciencia pues estaba

equivocado ya que en la gran mayoría de deportes existe ciencia, ya que haciendo

un análisis exhaustivo se encuentra que en la gran mayoría de deportes se

encuentra inmersa la física, la mayor parte de los deportes que implican una

actividad física de variada intensidad están directamente vinculados con

fenómenos estudiados por la física. Esto no implica que quien los practica debería

hacer un curso y plantearse fórmulas, muy por el contrario un gran número de

acciones son realizadas de manera totalmente intuitiva. Y por cierto muy eficaz.

Por ejemplo en el atletismo específicamente en el salto de vallas, el competidor

debe ir con una cierta rapidez e ir reduciéndola o aumentándola según lo necesite

para poder saltar las vallas y necesita imprimirle una cierta cantidad de fuerza a

sus pies para poder lograr el salto.

En el lanzamiento de martillo, el competidor debe comenzar poniéndose como que

tocándose los pies, sostener firmemente el martillo y empezar a girar con una

cierta rapidez, aquí está inmerso la aceleración tangencial, centrípeta la fuerza y

las leyes de Newton y muchos más casos.

En la natación tenemos por ejemplo un líquido que es el agua, este es un fluido en

donde el nadador compite y aquí actúa la hidrodinámica, tenemos la fuerza de

empuje, y también aquí se cumplen las leyes de Newton.

Lo que nos lleva con el rey de los deportes como se lo ha denominado al futbol

LA FÍSICA EN EL FUTBOL

En el futbol interactúan muchos elementos de la física como las leyes de Newton,

la cinemática, la fuerza, los fluidos en fin diferentes casos por mencionar algunos.

Vamos a mencionar un tema interesante que sucede con el balón de futbol el

llamado “efecto”.

Es el caso de los tiros que se efectúan con una pelota de fútbol, cuyos

movimientos pueden llegar a ser de lo más curiosos y a veces sumamente

eficaces o lamentablemente fallidos.

Aquí vale recordar una expresión del técnico Daniel Passarella luego de que el

equipo de su dirección perdiese por 2 a 0 contra Ecuador en las eliminatorias para

el campeonato de Francia 98. El partido se jugó a 2.850 m de altura y el

comentario de Passarella fue simplemente: "Aquí la pelota no dobla".

Con esto quiso decir que en los tiros en los que se deseaba que la pelota hiciese

un giro determinado fracasaban, porque si bien el giro se producía no lo hacía en

la medida de lo esperado. Para esto existe una explicación física, pero para ello

será necesario plantearse el problema de manera algo más descarnada, si vale la

expresión. Para ello de lo que se trata es de estudiar el movimiento hacia delante

y hacia arriba y abajo de la pelota de fútbol, y por qué va hacia la izquierda o

derecha en el denominado "efecto".

Corresponde ante todo recordar que todos los cuerpos se atraen entre si y lo

harán más cuanto más grandes y sean y más cerca estén entre sí. Es

consecuencia de la bien conocida ley de la GRAVEDAD, por la cual los objetos

caen. La Tierra atrae a la pelota de fútbol por lo que al enviarla hacia arriba vuelve

a descender. Por muy alta que se la tire vuelve a caer.

Al hacer un pase o un tiro aéreo la trayectoria de la pelota se parece a una

parábola, que sería perfecta si no hubiese aire. Sin embargo, como hay aire la

trayectoria no es una parábola perfecta sino que cae antes de lo previsto por el

rozamiento con el aire. Por eso a veces dice la tribuna: ¿viste como bajó esa

pelota? Al ver que se cuela en el arco por detrás del arquero.

Se llama alcance a la distancia desde donde se patea hasta donde pica por

primera vez. El mayor alcance, para una misma "patada" se da cuando se envía la

pelota con un ángulo de 45º.

El agua es menos densa que la miel, así también el aire de La Paz Bolivia (4000 m

sobre el nivel del mar) es menos denso que el aire al nivel del mar (Buenos Aires).

Esto hace que la pelota tenga menos fricción con el aire en La Paz y por tanto se

puedan hacer fuertes tiros de área a área. En La Paz la trayectoria de la parábola

es más perfecta y la pelota no dobla tanto al caer. Es decir que resulta menor el

famoso "efecto" que hace que la pelota doble hacia la derecha o hacia la

izquierda, por lo que, en general, conviene que un diestro patee los tiros libres que

vienen de la izquierda y viceversa. Pero el tema debe ser analizado con más

detalle.

Al pegarle de lleno, con la punta del pie la pelota sale recta y sin efecto, pero su

trayectoria varía según el tipo de balón ¿Por qué?

Al patear, la pelota avanza en constante fricción con el aire. Este rozamiento

genera turbulencias en la parte posterior del balón que lo desestabilizan. En las

pelotas tradicionales las turbulencias pierden fuerza por las costuras y las pelotas

son más estables.

En la +Teamgeist se producen dos grandes remolinos en la parte posterior,

responsables de la trayectoria zigzagueante. El rozamiento del aire se ve

entorpecido por las costuras, lo que atenúa el flujo de aire y debilita las

turbulencias. La ausencia de costuras hace que el aire envuelva al balón sin

interrupciones y así genera las grandes turbulencias.

Es decir que las costuras parecen influir en las turbulencias. Ciertamente, al

pegarle con efecto la pelota gira sobre su eje al mismo tiempo que avanza y como

gira, uno de los lados va a favor del aire... y el otro va en contra. Esto genera

menor presión del lado que va a favor del viento y mayor presión del lado opuesto.

Y se produce la conocida comba, que es consecuencia de la diferencia de presión

que "siente" la pelota y, naturalmente, a mayor efecto la comba será más

marcada.

Pero el tema ha sido objeto de varios estudios. Así científicos de las universidades

de Sheffield (Inglaterra) y de Tsukuba (Japón) analizaron el flujo de aire generado

por una pelota tradicional y concluyeron que la baja aerodinamicidad la hace más

estable. Por su parte la Teamgeist y la Roteiro tienen sus gajos pegados, la

Fevernova está recubierta por una capa sintética que suaviza las costuras. Los

científicos estudiaron el flujo de aire y creen que son más inestables.

Como se menciono anteriormente el aire hace que la pelota produzca ese

fenómeno físico al que todos llaman efecto, por su parte también cabe analizar el

tiro libre, todos hemos visto alguna vez que la pelota describe una trayectoria

parabólica, pero alguna vez se han puesto a pensar cuál es la altura que alcanzo

la pelota estando en el aire, ¿por qué algunos tiros libres parecen más o menos

inclinados que otros? , a ¿qué rapidez golpeo el jugador al balón?

MOVIMIENTO PARABÓLICO EN EL FUTBOL

Para poder responder las preguntas anteriores hay que tomar en cuenta lo

siguiente:

El movimiento que describe un balón al momento de ser pateado es un

movimiento parabólico quiere decir que se mueve con una trayectoria curva se

puede suponer fácilmente que la aceleración que se da debido a la gravedad es

constante en todo el recorrido del movimiento y está dirigida hacia abajo y el

efecto que hace el aire sobre la pelota es despreciable, este movimiento es una

combinación de movimiento rectilíneo. Movimiento uniformemente acelerado y

caída libre.

Para lo cual hay que analizar lo siguiente la pelota tiende a moverse en 1 plano, el

cual es el plano x, y, lo que provoca que la velocidad se descomponga en los ejes

x,y, obteniendo una velocidad constante en el eje x y una velocidad variable en el

eje y.

Con lo mencionado anteriormente, también hay que deducir que el balón se

encuentra sometido a la gravedad, lo que provoca que el balón tienda a bajar, la

cual vendría a ser nuestra aceleración la cual es constante.

Como estos precedentes mencionados anteriormente sin duda alguna estamos

hablando de un caso de movimiento parabólico y para responder a todas las

preguntas planteadas anteriormente hemos procedido junto con mis compañeros

de aula a realizar unos cuantos tiros libres usando los ángulos de referencia como

son el de 45°, 30° y 60°

3.- PROCEDIMIENTO

Para la realización del proyecto lo hemos realizado en dos canchas de diferentes

dimensiones, primero una de las canchas pequeñas que se encuentran, a lado del

almacén de la ESPE, y una cancha grande que se encuentra a lado de las

anteriores.

CANCHA PEQUEÑA

Primero comenzamos midiendo el sitio desde donde se cobraría el tiro

libre que seria a 10 m de distancia de la portería.

Seleccionamos a un compañero el cual tenga una buena puntería y sea ágil

cobrando los tiros libres.

Valiéndonos de un graduador unas reglas y una tabla procedemos a medir

el ángulo de inclinación.

Colocamos el pedazo de madera con la inclinación del ángulo.

El compañero seleccionado procederá a patear tomando como referencia la

inclinación del pedazo de madera.

Después de varios intentos conseguimos el resultado esperado y con un

cronometro procedimos a tomar el tiempo que le tomo al balón llegar al

suelo.

Realizamos lo mismo con los diferentes ángulos de inclinación tomando en

cuenta que con el de 45° se obtiene el alcance máximo.

Los otros dos ángulos la medida de referencia es mayor ya que el balón

ingresa a la red por l que procedemos a medir cuanto fue lo ingreso el balón

en la red.

CANCHA GRANDE

En la cancha grande se procedió de la misma manera con la diferencia de que la

distancia de donde se cobro el tiro libre era a 20m y la fuerza que se empleo en el

cobro de los tiros libres fue mayor por lo tanto la rapidez también obteniendo los

siguientes resultados.

En el ángulo de inclinación de 45° el alcance del balón fue mayor de lo

esperado.

Al aplicarle una fuerza mayor, y la rapidez al ser mayor , el tiempo fue muy

corto comparado a la cancha pequeña, con la excepción del de 60° ya que

este solo hubo una pequeña diferencia, en el tiempo

En el ángulo de 30° la rapidez fue mayor de lo esperado, y el tiempo fue

aún más corto, y la altura no fue muy grande.

El alcance de los tiros libres tanto para el de 45°,30° fue mayor.

Con el ángulo de 60°el tiro libre cayo justo en la raya del arco después de

varios intentos

4.- ANEXOS

5.- CONCLUSIONES

Los tiros libres son una clara muestra de que la física se encuentra en

nuestra vida cotidiana.

Con la realización del experimento en las canchas se pudo analizar e

identificar las características del tiro parabólico.

Valiéndonos de la información obtenida y los conocimientos adquiridos

hemos podido responder a las preguntas que nos planteamos de que altura

tiene el balón en el aire, cual fue la velocidad y rapidez con la que nuestro

compañero pateo el balón y muchas más interrogantes que se fueron

presentando.

6.- RECOMENDACIONES

En la experimentación se recomienda realizar varios intentos de tiro libre

para la obtención de datos más precisos y así realizar correctamente los

cálculos.

Se recomienda realizar el experimento en un lugar abierto para obtener

mejores resultados del mismo.

BIBLIOGRAFÍA

http://www.monografias.com/trabajos-pdf4/movimiento-dos-

dimenciones-serway/movimiento-dos-dimenciones-serway.pdf

http://rsta.pucmm.edu.do/tutoriales/fisica/Leccion6/6.1.htm

http://www.educaplus.org/movi/4_3tparabolico.html

http://es.scribd.com/doc/16063998/MOVIMIENTO-PARABOLICO