Exactas y Naturales

La física en el fútbol.

  • Categoría: Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)
  • Área de participación: Exactas y Naturales
  • Asesor: Monica Romero Jimenez
  • Equipo [ ]: Luis Alejandro Hernández Guevara(6o Halcón) , Rodrigo Romero Martínez(6o Halcón)

Resumen

El futbol es un deporte muy popular, despierta adrenalina y pasión en el jugador pero la gente no ve que hay algo más profundo en el futbol, que no es solo patear por patear el balón en este juego se involucra la física, eso es lo que veremos en este trabajo. Como acabamos de decir la física afecta en el futbol junto con los diferentes ambientes climáticos, fuerza del golpe, peso del balón etc. Conforme hemos investigado, la Física afecta mucho al futbol en especial para anotar los diferentes tipos de goles. El balón necesita un peso exacto y balanceado para que los tiros no salgan mal si lo decimos de una manera. En un entrenamiento de futbol lo más probable es que si practiquen la física pero no lo sabemos con exactitud. Nuestro objetivo es demostrarle a la gente que la ciencia afecta al futbol. A nosotros nos interesó mucho el saber que la física afecta al futbol, nos gustaría hacerlo público y sepan que el futbol está relacionado con la ciencia. En este deporte se involucran 2 equipos de 11 jugadores cada uno intenta insertar el balón en la portería del otro, el que más goles meta gana.

Este juego tiene diferentes categorías:

1.-Controlar el balón

2.-Conducir el balón

3.- Pasear el balón

4.-Tiro a puerta/Remate

Es común en el futbol que cuando se golpea el balón, este durante el vuelo curva su trayectoria esto sucede porque el aire lo mueve. Esa es la consecuencia.

También afectan las leyes de Newton.

Pregunta de Investigación

¿Cómo la Física interviene en el juego de fútbol?

Planteamiento del Problema

 

El fútbol es un deporte muy popular que despierta pasión y polémica, pero la mayoría de las personas no conocen que la ciencia de la Física afecta el desarrollo del juego. En conclusión, cuando un balón llega a toda velocidad hacia ti ya trae una energía (cinética). Al patear la pelota se comprime más que si estuviera quieta, por lo que almacena mayor cantidad de energía potencial elástica, que libera de nuevo al rebotar, alcanzando una mayor distancia, esto lo demostraremos con la realización de este proyecto.

 

Antecedentes

El fútbol es el deporte que se practica entre dos equipos de once jugadores que tratan de introducir un balón en la portería de contrario impulsándolo con los pies, cabeza o cualquier parte del cuerpo menos manos y los brazos; en cada equipo hay un portero que puede tocar con las manos el balón solamente dentro de su área; vence el equipo  que meta más goles en 90 minutos del encuentro.

 

En el fútbol base, los fundamentos técnicos se dividen en cuatro categorías:

1.       CONTROLAR EL BALÓN

Controlar el balón significa hacerse el amo de este. La perfecta ejecución del control entraña el éxito de la combinación. Los controles que deben trabajarse prioritariamente son los controles orientados y los controles en movimiento, puesto que generan velocidad en el juego.

2.       CONDUCIR EL BALÓN

Se trata de un medio de progresión individual en un espacio libre. Conducir bien el balón significa ser su dueño en todo momento, lo que requiere un buen equilibrio y un excelente dominio de los apoyos. Por último, conducir el balón con la cabeza levantada permite recibir información y realizar correctamente la jugada que el juego requiere.

3.       PASAR EL BALÓN

Esta es la acción consistente en dar el balón a un compañero. Es el elemento primordial del juego colectivo. Argumento principal del juego, el pase permite al equipo:

  • Conservar colectivamente el balón;
  • Preparar los ataques,
  • Cambiar la dirección del juego;
  • Contraatacar;
  • Dar el pase o asistencia de gol.

4.       TIRO A PUERTA / REMATE

Acción que intenta meter el balón en la portería rival. Constituye la conclusión lógica, la culminación de un ataque. Es la finalidad del fútbol. Requiere cualidades técnicas (buen golpe de balón y precisión en las trayectorias), cualidades físicas (potencia, coordinación y equilibrio) y cualidades mentales (determinación, audacia y confianza en uno mismo).

EL EFECTO DEL BALON

Es común en el fútbol que cuando se golpea el balón, este durante el vuelo curva su trayectoria. Esto no puede ser… un objeto sobre el que no se está ejerciendo una fuerza tiene que seguir un movimiento rectilíneo.
Por lo tanto concluimos que ese balón girando está siendo empujado por algo, y lo único que hay a su alrededor es el aire.
Es decir que no es necesario que haya una corriente de aire, sino a que el movimiento de ese balón en el aire provoca una fuerza sobre este que desvía su trayectoria. El elemento común de los tiros con efecto es que la pelota va girando sobre si misma. Al girar según se desplaza, el aire pasa con más rapidez por uno de los lados que por el otro.
Por el comportamiento de los fluidos sabemos que cuando el aire circula más rápido hay un descenso de la presión, entonces tenemos que la presión a un lado del balón es menor que al otro, así que el balón se moverá lateralmente hacia ese lado.
Si el giro que se le hace a la pelota en vez de ser lateral es hacia arriba o hacia abajo tendremos el común efecto “liftado” del tenis, donde se aprecia que la pelota baja demasiado rápido: está curvando su trayectoria hacia abajo.

EFECTO MAGNUS

Denominado así en honor al físico y químico alemán Heinrich Gustav Magnus(1802-1870), es el nombre dado al fenómeno físico por el cual la rotación de un objeto afecta a la trayectoria del mismo a través de un fluido, en particular, el aire. Es producto de varios fenómenos, incluido el principio de Bernoulli el cual describe el comportamiento de un fluido moviéndose a lo largo de una corriente y el proceso de formación de la capa limite en el fluido situado alrededor de los objetos en movimiento. Este efecto fue descrito por primera vez por el físico alemán Heinrich Gustav Magnus en 1853.  Un objeto en rotación crea un remolino de aire a su alrededor. Sobre un lado del objeto, el movimiento del remolino tendrá el mismo sentido que la corriente de aire a la que el objeto está expuesto. En este lado la velocidad se incrementará. En el otro lado, el movimiento del remolino se produce en el sentido opuesto a la de la corriente de aire y la velocidad se verá disminuida. La presión en el aire se ve reducida desde la presión atmosférica en una cantidad proporcional al cuadrado de la velocidad, con lo que la presión será menor en un lado que en otro, causando una fuerza perpendicular a la dirección de la corriente de aire. Esta fuerza desplaza al objeto de la trayectoria que tendría si no existiese el fluido.  A menudo se hace referencia a este efecto a la hora de explicar movimientos extraños pero comúnmente observados en deportes que hacen uso de bolas y pelotas en rotación. En el fútbol, este efecto es responsable de la llamada “comba”, en lugares con una altura considerable sobre el nivel del mar este efecto es notablemente menor, dando por resultado el famoso “la pelota no dobla”.

El cobro de un tiro penal o la posición del arquero para tapar un remate son movimientos complejos que surgen de procesos mentales, fisiológicos, neuromusculares y biomecánicos que se relacionan entren sí. Danilo esparza, fisioterapista y docente de la universidad de las américas (UDLA), indica que el movimiento tiene varios aspectos intrínsecos que no son visibles al ojo humano. Para esto se utilizan equipos tecnológicos para el análisis de la captura del movimiento en tres dimensiones que permiten conocer y registrar las capacidades físicas de las personas. Sin embargo, el fútbol no son solo patadas, sino que también tiene componentes en los que se aplica las leyes de la física. Jorge Flores Valdés, investigador del Instituto de física de la UNAM en México, detalló que en este deporte participan leyes de mecánica clásica, hidrodinámica, aerodinámica, así como las fuerzas gravitacional e impulsiva. En un comunicado de la UNAM, el académico gestualizó y visualizó de manera interesante los diferentes procesos que se producen en el medio campo y que derivan en las jugadas. En los denominados tiros con chanfle la bola gira con respecto a un cierto eje, todo depende de cómo sea golpeada; gira en un eje horizontal, en un eje vertical o en uno inclinado. Mientras que en el tiro libre entran dos principios físicos:

El Bernoulli, que señala que a mayor velocidad menor es la presión en el aire; y el efecto Magnus, definido por un físico alemán del siglo XIX, que encontró que una pelota que gira en el aire, recibe una fuerza lateral y eso hace que se desvíe de su trayectoria. Para el caso del penalti, en el cual se ubica el balón a 11 metros de la línea de gol, el investigador mexicano explicó que debido a la distancia, se prioriza la velocidad del balón y, generalmente, la línea recta como trayectoria. En este proceso participan también otros factores como las rugosidades del balón, que arrastran el aire y lo hacen de manera diferente, según el movimiento giratorio del esférico. De esta manera, a veces el aire hace que el balón se mueva más rápido en una dirección y más lento en otra, entonces la presión que tiene arriba es diferente a la de abajo y eso cambia la trayectoria. Estos elementos físicos pueden engañar al portero, quien cree que el balón llegará al arco en una parabólica, pero luego cambia de dirección. Esparza indica que las emociones y el nerviosismo pueden alterar la ejecución de un movimiento. “A pesar de que el futbolista haya practicado los tiros en la cancha, estos elementos pueden evitar que se realice un gol”. En la investigación mexicana también se estudiaron los golpes durante los partidos de fútbol que derivan en la rotura de un hueso. Según el informe, esto tiene el mismo efecto que golpear un clavo con un martillo, por la fuerza generada con una patada (impulsiva). Fernando Iza, fisioterapista y autor de estudios sobre el gesto deportivo técnico, indica que en esta universidad también se han realizado investigaciones sobre el tiro libre de los futbolistas y que los resultados han servido para comparar los movimientos con personas que no realizan ningún deporte. De ahí que se determinó que para que los futbolistas pateen como lo hacen, requieren de una técnica y conocimientos específicos, gracias a los entrenamientos que realizan. Equipos tecnológicos ayudan a precisar datos sobre la fuerza y el desempeño de los jugadores. La información es analizada por el fisioterapista, deportó logo y preparador físico.
El fútbol soccer es un deporte en el cual se pueden explicar las 3 leyes de newton.

  • PRIMERA, LEY DE INERCIA

Se refiere a que un cuerpo solo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre el.  Aquí newton se refiere a que un objeto esta en reposo hasta que hay una fuerza que lo hace moverse.

En el futbol el claro ejemplo es cuando va a iniciar el partido, la pelota se pone en la media cancha, ahí el balón está en reposo, y en cuanto el árbitro silba, el jugador patea la pelota o da un pase, aplico una fuerza que hizo cambiar su estado por una fuerza impresa sobre él.

  • SEGUNDA, LEY DE FUERZA

Se refiere a que el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa. Newton explica que si sobre un objeto en movimiento actúa una fuerza neta, esta fuerza modificara el movimiento o la dirección del juego.

En el futbol, un ejemplo es cuando el portero despeja, le aplica una fuerza al balón, el balón va cayendo esto quiere decir que va en una dirección pero cuando el jugador la agarra de volea o la controla, el balón cambiara de dirección debido a la fuerza que el jugador está aplicando.

  • TERCERA, LEY DE ACCION-REACCION.

Newton expone que si un cuerpo a ejercer una fuerza sobre un cuerpo b, este realiza sobre a otra acción igual y de sentido contrario.

En el futbol, un ejemplo es cuando el balón pega en el poste de la portería, esto hace que el balón se vaya en sentido contrario a la dirección que iba originalmente ya que el poste realizo sobre a una acción igual pero de sentido contrario.

 

Objetivo

Demostrar  cómo afecta la ciencia de la  física al jugar fútbol.

Justificación

Este tema nos interesó porque queremos mostrar que jugar fútbol no es solo patear un balón sino  que también hay ciencia implicada en ello como la Física.

Hipótesis

Si damos a conocer que en el fútbol está implicada la ciencia de la Física y no solo es patear un balón, podremos despertar el interés de las personas en este deporte.

Método (materiales y procedimiento)

Visitamos la biblioteca Publica Ricardo Flores Magón para consultar libros de física y deporte. En los cuales pudimos encontrar que Las Leyes de Newton están totalmente implicadas en este deporte, por lo que decidimos comprobar si estas tienen una reacción real en el fútbol y de acuerdo con cada ley observamos lo siguiente:

1ª. Ley de Newton:  Un cuerpo se mantiene en movimiento siempre y cuando se le aplique una fuerza.

2ª. Ley de Newton: El balón cambiara de dirección por la fuerza que uno de los dos jugadores le aplica.

3ª. Ley de Newton: Se comprueba que si el jugador pega al balón y un cuerpo externo interviene, este cambia su rumbo.

De la misma forma entrevistamos a 2 entrenadores de diferentes equipos, 1 jugador en activo y 1 persona externa al futbol, nos pudieron compartir diferentes puntos de vista de acuerdo a nuestro tema. Se anexan las encuestas.

 

 

Galería Método

Resultados

El fútbol, no solo es que 22 jugadores corran detrás de un balón por toda la cancha, o patear solo por patear. Con esta investigación logramos comprobar que la Física esta completamente implicada en este deporte. Desde el peso del balón, hasta la velocidad y la fuerza con la que se tiene que patear para meter un gol.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Con este proyecto confirmamos que la física si afecta al futbol, mediante diferentes pruebas que se hicieron durante los entrenamientos y partidos. Como se le tiene que pegar al balón en una cancha con el pasto mojado, que fuerza se le debe aplicar al balón para que este entre a la portería tirando desde media cancha, etc…

Bibliografía

Javier Eduardo Rivero . (2018). FUTBOL Y FISICA. 2018, de Catalina Malpica Sitio web: https://futbol-y-fisica.wikispaces.com/el+efecto+del+balon

Andrea Gordón . (28 de junio de 2014). En el fútbol se registran 12 fenómenos físicos. 28 de junio de 2014, de elcomercio.com Sitio web: http://www.elcomercio.com/tendencias/futbol-registran-12-fenomenos-fisicos.html

FIFA. (2016). Los fundamentos técnicos. 2016, de FIFA Sitio web: http://grassroots.fifa.com/es/para-entrenadores-educadores-de-futbol/elementos-tecnicos-para-la-formacion-en-futbol-base/los-fundamentos-tecnicos/los-fundamentos-tecnicos.html



La física en el fútbol.

Summary

Soccer is a very popular sport, it awakens adrenaline and passion in the player, but people do not see that there is something deeper in soccer, that it is not just kicking for kicking the ball in this game, physics is involved, that is we will see in this work. As we just said, physics affects soccer along with different climatic environments, stroke force, ball weight, etc. As we have investigated, physics affects soccer especially to record the different types of goals. The ball needs an exact and balanced weight so that the shots do not go wrong if we say it in a way. In a soccer training you will most likely practice physics, but not with the awareness of it. Our goal is to show that science affects soccer. In this sport 2 teams of 11 players are involved, each one tries to insert the ball in the goal of the other, the one that have more  goals wins, is a reality that well applied science can influence this sport

Research Question

How Physics affects in the soccer?

Problem approach

Soccer is a very popular sport that awakes passion and controversy but most people do not know that the science of physics affects the development of the game. In conclusion when a ball reaches full speed towards you, it already brings an energy (cinetic). When kicking the ball, it compressed more than if it were still, so it stores more potential elastic energy, which releases again when bouncing, reaching a greater distance, this we will demonstrate with the realization of this project.

Background

Objective

To demonstrate how the science of physics affects soccer.

Justification

We were interested in this topic because we want to show that playing soccer is not just kicking a ball but that there is also science involved in it, such as Physics.

Hypothesis

If we announce that the science of physics is involved in soccer and it is not just kicking a ball, we can awaken the interest of people in this sport. 

Method (materials and procedure)

We visited the Ricardo Flores Magón Public Library to consult physics and sports books. In which we could find that Newton’s Laws are totally involved in this sport, because of the direction due to the force that the player is applying.

THIRD, LAW OF ACTION-REACTION.
Newton states that if a body to exert a force on a body b, it performs on another equal and opposite action.

In soccer, an example is when the ball hits the goal post, this causes the ball to go in the opposite direction to the direction it was originally since the post made an equal action, but in the opposite direction.

so we decided to check if these have a real reaction in soccer and according to each law we observe the following:
1st Newton’s Law: A body stays in motion as long as a force is applied.

2nd. Newton law…
The ball will change direction by the force that one of the two players applies.

3rd. Law of Newton: It is verified that, if player hits the ball and an external body intervenes, it changes its course.

In the same way we interviewed 2 coaches from different teams, 1 active player and 1 person outside soccer, they could share different points of view according to our project. The surveys are attached.

 

Results

Soccer, is not only that 22 players run behind a ball all over the field, or kick just for kicking. With this research we can verify that Physics is completely involved in this sport. From the weight of the ball, to the speed and strength which you have to kick to score a goal.

Discussion

Conclusions

With this project we confirm that physics does affect soccer, through different tests that were done during training and games. As you have to hit the ball on a field with wet grass, what force should be applied to the ball so that it enters the goal by shooting from half field, etc., We discovered that more people can be interested in this sport to through science.

Bibliography

Javier Eduardo Rivero . (2018). FUTBOL Y FISICA. 2018, de Catalina Malpica Sitio web: https://futbol-y-fisica.wikispaces.com/el+efecto+del+balon

Andrea Gordón . (28 de junio de 2014). En el fútbol se registran 12 fenómenos físicos. 28 de junio de 2014, de elcomercio.com Sitio web: http://www.elcomercio.com/tendencias/futbol-registran-12-fenomenos-fisicos.html

FIFA. (2016). Los fundamentos técnicos. 2016, de FIFA Sitio web: http://grassroots.fifa.com/es/para-entrenadores-educadores-de-futbol/elementos-tecnicos-para-la-formacion-en-futbol-base/los-fundamentos-tecnicos/los-fundamentos-tecnicos.html