Lançamento oblíquo

Ao tentar acertar a cesta o jogador de basquete está fazendo um lançamento oblíquo. Aprenda mais sobre esse movimento com esta revisão de Física para o Enem!

O lançamento oblíquo é um movimento que pode ser observado em vários esportes e em muitas situações cotidianas. As situações mais simples para observarmos este tipo de lançamento é durante os jogos de basquete.

Ao observarmos um jogador lançar a bola em direção à cesta, podemos ver que a bola faz um movimento curvo que chamamos de movimento oblíquo. Você sabe como ele funciona? Não? Então revise com este post de física!

Lançamento oblíquo no vácuo

O basquete é, de fato, uma modalidade de esporte que envolve certa habilidade e parcela de sorte. Existe alguma maneira de arremessar a bola que aumenta a probabilidade de fazer uma cesta?

Numa partida de basquete, um jogador efetua um lançamento de uma bola (que inicialmente está em repouso) de maneira a acertar a cesta localizada no campo do time adversário.

lançamento oblíquo - jogador
A trajetória descrita pela bola lançada pelo atleta é do tipo parabólica

Para estudar esse movimento, relacionamos a velocidade inicial e ângulo de lançamento  com alcance da bola e altura máxima atingida por ela. Para isso devemos decompor o movimento da bola nas direções horizontal e vertical, como você vê nas imagens a seguir:

lançamento oblíquo - curva
Decomposição do movimento de um objeto nas direções a) vertical e b) horizontal

De acordo com a figura, observamos que a componente horizontal da velocidade inicial  permanece constante durante todo o movimento, caracterizando um movimento retilíneo e uniforme MRU.

Em contrapartida, a componente vertical da velocidade  diminui uniformemente até zero, que ocorre no ponto de altura máxima. Isso ocorre pelo fato de que o movimento na vertical se dá sob os efeitos da aceleração da gravidade g. Em seguida, durante a descida, a velocidade aumenta uniformemente até a bola atingir o solo. O movimento na vertical é retilíneo uniformemente variado MRUV: retardado durante a subida até a altura máxima e acelerado durante a descida até atingir o solo.

Podemos construir uma tabela com as equações que estarão envolvidas nos dois tipos de movimento.

lançamento oblíquo - equações

OBS.: Um movimento que inicialmente pode ser complicado como o de uma bola lançada obliquamente pode ser facilmente estudado decompondo esse movimento ao longo das direções horizontal e vertical.

lançamento oblíquo - trajetória
A figura mostra a trajetória parabólica de uma bola de beisebol lançada obliquamente

Altura máxima e alcance

A altura máxima  atingida por um objeto lançado obliquamente em relação ao solo é determinada através da equação de Torricelli para o movimento vertical (terceira equação da tabela acima). Para aplicar esta equação, lembramos que no ponto de altura máxima a velocidade é nula  Assim, temos:

lançamento oblíquo - seno

Para determinarmos o alcance (A) do objeto é necessário obtermos o tempo de voo  que nada mais é do que o tempo em que o objeto permanece no ar. O tempo de subida (do lançamento até o ponto de altura máxima) é idêntico ao tempo de descida (da altura máxima até o solo). Assim, temos:

O tempo de subida pode ser facilmente obtido a partir da equação  fazendo 

Deste modo, o tempo de voo será:

O alcance será obtido usando a equação  substituindo o tempo pelo tempo de voo:

onde no último passo usamos a relação trigonométrica 

Arremessos de basquete

Voltamos agora ao problema inicial deste post: existe uma maneira de arremessar a bola de basquete de maneira a aumentar a probabilidade de fazer a cesta? São muitas as possibilidades de trajetória ao lançarmos uma bola. Para ficar mais claro, tome o seguinte exemplo: É melhor arremessar a bola em um arco alto, ou arremessá-la em trajetória mais reta?

lançamento oblíquo - conceitos
Lebron James disputa o posto de melhor jogador da NBA de 2018. Para isso ele teve que aplicar alguns conceitos de física básica!

De qualquer posição da quadra existe um grande número de ângulos dos quais é possível arremessar a bola e acertar a cesta, desde que o jogador imprima uma velocidade adequada à bola. Jogadores novatos costumam arremessar a bola ao longo de uma trajetória reta demais, ao passo que jogadores mais experientes aprenderam de acordo com a prática (e em aulas de física) que é melhor arremessar a bola de modo a que percorra um arco até a cesta.

Quanto maior a altura da qual a bola é arremessada, menor pode ser a velocidade, o que dá vantagens aos jogadores mais altos. Tecnicamente falando, o “arremesso lavadeira” (aquele em que o jogador arremessa a bola por baixo, do meio das pernas) tem uma chance maior de sucesso do que o lançamento alto devido ao fato de que é mais fácil de executar e permite que o jogador imprima mais efeito à bola quando esta atinge a tabela.

Para se aprofundar mais neste assunto fascinante da física eu recomendo a videoaula do professor Marcelo Boaro sobre lançamento oblíquo:
Fique agora com algumas questões de vestibulares para fixar os conceitos abordados neste post e até a próxima.

1) UFMG

Uma jogadora de basquete arremessa uma bola tentando atingir a cesta. Parte da trajetória seguida pela bola está representada nesta figura:

lançamento oblíquo - ex 1

Considerando a resistência do ar, assinale a alternativa cujo diagrama melhor representa as forças que atuam sobre a bola no ponto P dessa trajetória.

lançamento oblíquo - ex 2

2) U. Católica-GO

Julgue os itens A e B, considerando o enunciado a seguir:

lançamento oblíquo - ex 3

Na figura ao acima está representada a trajetória de uma pedra que foi atirada de um plano horizontal, de um ponto A, com uma velocidade inicial , fazendo um ângulo de 45º com a horizontal. A pedra descreve a trajetória representada
em linha pontilhada, atingindo o ponto B. Considere desprezível a resistência do ar.

a) No ponto de altura máxima, H, a velocidade da pedra é diferente de zero.
b) A velocidade da pedra ao atingir o ponto B, tem valor maior que .

3) UFSE

Um projétil inicia um movimento em lançamento oblíquo, sendo o módulo de ambas as componentes da velocidade inicial, V0x e V0y, igual a 10 m/s. Considere que o projétil está submetido somente à ação da força peso, e, portanto, os deslocamentos horizontal e vertical podem ser descritos por  (deslocamentos em metros e tempos em segundos). Essas informações permitem deduzir a equação da trajetória do movimento que é, em metros e segundos,

lançamento oblíquo - ex 5

4) U. Alfenas-MG

Uma onda sonora de frequência 960 Hz é emitida no ar, onde sua velocidade
é de 340 m/s. Quando essa onda passa para a água, onde sua velocidade é de 1450 m/s, o valor do comprimento de onda λ será, aproximadamente,

a) 0,35 m.
b) 0,66 m.
c) 1,51 m.
d) 1,86 m.
e) 2,82 m.

Gabarito:

1) B

2) VF

3) E

Sobre o(a) autor(a):

O texto acima foi elaborado pelo Prof. Dr. Fernando Henrique Martins. Fernando é bacharel e licenciado em Física pela Universidade de Brasília, possui Mestrado (pela UnB) e Doutorado em Nanotecnologia pela Université Pièrre et Marie Curie (Paris/França). Foi professor de ciências, matemática e física em várias escolas de Brasília e Florianópolis atuando desde o ensino fundamental ao ensino médio. Fernando também lecionou disciplinas de física para diversos cursos de engenharia e física na Universidade Federal de Santa Catarina. E-mail: [email protected] Facebook: https://www.facebook.com/nando.martins.376?ref=bookmarks