Correndo na esteira de academia ou na rua

9 de abril, 2019 às 13:38 | Postado em Mecânica

Olá Professor Lang, gostaria de perguntar se, em uma esteira de academia, uma pessoa faz o mesmo esforço/trabalho para correr do que na rua, onde é você que está fazendo força para se deslocar enquanto na esteira é ela que está puxando seu pé para trás. Tenho uma discussão sobre isso com meus amigos. Eles falam que na esteira se faz a mesma força para empurrar o chão para trás porque é só pensar na velocidade relativa da pessoa com a esteira. Obrigado.

Caro XYZ

O que realmente importa, além da inclinação da esteira, é a velocidade do sujeito em relação à esteira, à rua, à pista.  Existem diferenças em amortecimento e impacto  contra uma esteira ou contra o pavimento da rua ou da pista mas esta diferença está sendo ignorada na tua pergunta e eu também a desconsidero. Att. Fernando

OBSERVAÇÃO IMPORTANTE: vide ao final da postagem a indicação de um artigo no qual um experimento controlado revelou não existir diferença estatisticamente significativa entre correr na rua ou na esteira.

Resposta 1 de XYZ

Obrigado pela resposta professor Lang, mas não consigo entender quando coloco as forças atuando no pé da pessoa e as duas situações serem iguais.

Basicamente o que devemos analisar é a força que a pessoa faz para estender a sua perna para trás. 

Na rua, o pé empurra o chão para trás e com a ajuda do atrito a pessoa consegue mover todo seu peso para frente usando seus músculos.

Na esteira, o pé sofre a força da esteira pelo atrito e move seu pé para trás. Ou seja, ela não precisa fazer força para trás para mover seu pé em relação ao seu corpo.

Pense neste raciocínio: temos uma pessoa correndo na esteira e outra ao lado da esteira sem se mover. As duas pessoas estão com velocidade referencial = 0 mas a que está correndo está com velocidade em relação à esteira Ve então a pessoa parada ao lado também está com velocidade em relação à esteira Ve mas sem fazer nenhuma força. Ou seja quem está fazendo força é a esteira. A pessoa que está na esteira basicamente está pulando. Atenciosamente,

Nova resposta de Fernando

Caro XYZ

Se o teu raciocínio está correto quem se exercita em uma esteira não se exercita, não queima calorias e fica tão cansado quanto o sujeito parado ao lado da esteira. Att. Fernando

Resposta 2 de XYZ

Eu escrevi “basicamente pulando” por isso que queima calorias. Também tem o movimento das pernas para colocar uma na frente da outra. Mas observando as forças não é a mesma coisa. Concorda? Att.

Resposta final de Fernando

Caro XYZ

O sujeito empurra a esteira para trás para que seja impelido para a frente em relação a ela, permanecendo assim em repouso em relação ao solo enquanto se desloca em relação à esteira. Portanto o sujeito na esteira faz força sobre a esteira  no sentido “para trás” assim como o corredor em uma pista.
A única diferença dinâmica entre correr na esteira e correr na pista é o efeito do ar. Na pista o sujeito se move também em relação ao ar (caso o ar esteja parado em relação à pista), determinando que exista uma força de resistência do ar. Se desprezarmos o gasto de energia para se mover em relação ao ar, as duas situações, correr na pista e na esteira, são equivalentes do ponto de pista dinâmico (das forças envolvidas) e dos gastos energéticos no corpo do corredor.

Importante notar que, desprezando-se os efeitos do ar, as duas situações diferem apenas por terem velocidade relativa não nula e constante. Portanto estamos no domínio da Relatividade Galileana e como é bem sabido, a dinâmica nos dois sistemas de referência é a mesma. Att.

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ADITADO EM 11/04/2019

O amigo Luciano Sclovsky escreveu o seguinte:

“Docendo discimus.” (Sêneca)