Backspin no jogo de golfe

10 de julho, 2013 às 9:06 | Postado em Atrito, Dinâmica da rotação, Mecânica

Olá professor, gostaria de saber como funciona fisicamente o backspin no golfe, no qual a bola, após colidir com o chão, a bola rola pra trás.

Existe um ângulo específico, é por causa da rotação da bola, o que exatamente causa o “rolar pra trás” após tocar o solo?

Um video sobre o efeito pode ser visto em http://www.youtube.com/watch?v=qK5obV3q0lQ

Este é um belíssimo problema de dinâmica da rotação e translação!

Quando o taco de golfe colide violentamente com a bola, uma força impulsiva F é exercida perto da periferia da bola, na sua parte inferior de acordo com o que está representado na figura seguinte.

O efeito dessa força muito grande (ordens de grandeza maior do que o peso da bola), exercida durante um curto intervalo de tempo, é imprimir uma velocidade de translação para o centro de massa (CM) da bola vom valor V e uma velocidade angular de rotação em torno do CM com valor w conforme a figura seguinte.

É fácil demonstrar então que a velocidade com a qual o ponto inferior da bola se movimenta é V’ maior do que a velcidade do V do CM (ambas referidas em relação ao solo). V’ pode chegar a mais de três vezes a velocidade de translação V do CM.

Ao tocar o solo, a bola passa a sofrer uma força de atrito cinético para a esquerda que anulará finalmente a velocidade na região de contato. Entretanto ANTES de anular a velocidade no contato com o solo, a velocidade do CM já se anulou e, portanto a bola continua girando em torno do CM. A força de atrito cinético exercida pelo solo permanece para a esquerda pois ainda há movimento da parte da bola em contato com o solo em relação ao solo para a direita. Então o centro de massa, durante algum tempo ainda, continua acelerado pela força de atrito cinético para esquerda, ganhando uma velocidade para esquerda.

Desta forma finalmente a bola está rolando sem deslizar para a ESQUERDA, isto é, em sentido contrário ao do seu movimento inicial.

Em mesas de sinuca também é possivel produzir o backspin se o taco percutir a bola ABAIXO do CM, perto da superfície da mesa.

Durante o voo da bola de golfe ocorrem efeitos interessantes e inusitados devido ao fato de que ela se traslada girando, ocasionando por parte do ar o “Efeito Magnus” sobre a bola. Mas esta é outra bela discussão, não sendo importante para o entendimento de como a bola pode “rolar para trás” depois de tocar o solo.

Sobre o Efeito Magnus:

Curva surpreendente de uma bola de futebol

“Docendo discimus.” (Sêneca)

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