Isaac Newton y el futbol, ¿cómo entender física desde el balón?

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Sir Isaac Newton es uno de los más importantes físicos en la historia. El mundo actual le debe gran parte de su sustento: dispositivos, sistemas y mecanismos que para nosotros hoy son cotidianos no serían posibles sin su trabajo. Contribuciones tan valiosas como el cálculo diferencial e integral tuvieron un sin fin de consecuencias en el desarrollo de la humanidad.

Entre todas sus aportaciones, quizá las llamadas Leyes de Newton son las más célebres entre el público poco entendido con la física. Para honrar su memoria y la importancia de su labor en nuestra vida, nos dimos a la tarea de explicar, de manera sencilla, los tres postulados a través del balompié. Isaac Newton y el futbol son muy cercanos a pesar de estar a siglos de distancia.

  1. Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él.

La “Ley de la inercia”, nos dice que si no se aplica alguna fuerza sobre un objeto, éste permanecerá moviéndose en línea recta con una velocidad constante o bien mantendrá su estado de reposo. El arranque de todos los partidos es un breve homenaje a su obra pues toda vez que la pelota se coloca en el centro del campo se encuentra en estado de reposo. Todo se transforma una vez que el pie del futbolista entra en contacto con ella. Si un cuerpo no entra en contacto con otro, nunca abandonará el estado de reposo o mantendrá su movimiento rectilíneo. 

Lo que hace este primer postulado es establecer un “sistema de referencia” que usa el observador para medir la ubicación.  Si un balón va hacia el portero, parece que el esférico se acerca al sujeto, mientras que para el delantero que disparó, éste se aleja. Para quien lo contempla en la última fila de la grada, el balón apenas recorrió una pequeña distancia.

¿Qué perspectiva es la correcta? El sistema de referencia permite a todos estar de acuerdo. La ley de la inercia hace esto: sostiene un tipo de sistemas llamados “referencia inerciales” que lo que hacen es observar que los objetos sobre los que no actúa ninguna fuerza se muevan a una velocidad constante.

  1. La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración.

Si la primera ley decía que para que un objeto logre movimiento necesita de una fuerza que actúe sobre él, esta segunda nos ayuda a saber exactamente cuánto puede acelerar un objeto  dependiendo de la cantidad de fuerza que se le imprima.

Vamos toque a toque. La fórmula es:  a= ΣF / m. Donde “a” es aceleración, mientras que “ΣF” es la fuerza neta que se le imprime al objeto y finalmente “m” es la masa del objeto. La fuerza neta es la suma de las fuerzas ejercidas; imagina que alguien tira a puerta, el jugador transfiere cierta fuerza al balón, pero cuando el portero alcanza a interceptar el esférico, también ejerce fuerza sobre la pelota. La fuerza neta sería el resultado de estas fuerzas, que son opuestas.

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Supongamos que el delantero tiró con una fuerza de 30 newtons, por poner un ejemplo, y que el golpe del portero opuso 20 newtons; en este caso el balón seguiría avanzando, con un diez de fuerza neta, lo que podría propiciar que termine por ser gol, a pesar de la intervención del arquero.

​La anterior fue una explicación sumamente simple, ya que puede haber una n cantidad de fuerzas, pero nos da justamente una idea de todas las posibles variables que aparecen cuando un balón va en dirección de la portería.

  1. Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto.

Hagamos un breve repaso: La primera ley nos dijo que un objeto sólo abandonará el estado de reposo si otro ejerce fuerza sobre él. En la segunda pudimos ver cómo es necesario tener en cuenta la fuerza que ejerce un objeto sobre determinada masa, para conocer la aceleración.

Ahora veremos la respuesta del objeto que recibe la descarga de fuerza. De manera coloquial se dice que para cada acción existe una reacción igual y opuesta, sin embargo este postulado revela la simetría que manifiestan las leyes de la naturaleza. 

La imagen del portero es ilustrativa: cuando un balón va demasiado angulado, éste empuja la tierra hacia abajo para poder llegar a él. La masa de la tierra le devuelve el esfuerzo depositado en el piso con la misma intensidad en las piernas del guardameta, permitiéndole emprender el vuelo en pos del esférico.

Quizá ningún otro físico como Newton es tan indispensable para entender las leyes que rigen el rectángulo verde, mención aparte del tiro parabólico de Galileo Galilei pero ambos jugaron ligas diferentes.

Por: Alberto Roman / @AlbertoRomanGar

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