Barrigadas na água

Muita gente já deu uma barrigada na água, em um mergulho azarado. Às vezes a barriga chega a ficar vermelha (e o rosto do ou da infeliz megulhador ou mergulhadora também, de vergonha)! Quão intensa é a força que a água faz na barriga quando esta bate na água?

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Uma pergunta muito comum feita para físicos é “qual é a força quando alguém...”, seguida de “leva um soco”, “dá uma cabeçada” ou “dá uma barrigada na água” em um mergulho errado. A pergunta é totalmente cabível, mas fazer as contas para responder pode ser muito complicado. No caso de uma barrigada na água, por exemplo, a força depende de alguns detalhes de como ocorreu a barrigada (bateu de uma vez com todo a parte frontal do corpo na água ou começou batendo com a barriga, depois o peito, depois ...). Além disso, como a pergunta normalmente é feita para saber qual o sofrimento ou a dor causada, é necessário saber quanto tempo a força atuou sobre a pessoa pois, em alguns casos, podemos sofrer a ação de uma força relativamente intensa desde que a duração seja curta ou a parte afetada do corpo seja grande sem sofrer grandes estragos; mas se a mesma força atuar por um tempo longo ou afetar uma região pequena, o estrago pode ser maior. Portanto, uma descrição detalhada pode ser complicada. De qualquer forma, vamos ver o caso da barrigada.
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Se caímos na água de um trampolim de 3 metros de altura, por exemplo, chegaremos na piscina com uma velocidade de aproximadamente 7 m/s a 8 m/s. Supondo que a área de nosso corpo que toca na água seja da ordem de meio metro quadrado e todas as partes de nosso corpo se desaceleram junto, a força será de aproximadamente 10 mil newtons, ou mil kgf. Isso equivale ao peso de um carro médio! A origem dessa força é o fato que o corpo da pessoa que toca a água empurra esta para baixo com uma velocidade igual aquela que com que ela chegou na água. Uma força como essa pode ser desastrosa.
Felizmente, quando damos uma barrigada, há alguns atenuantes que impedem um estrago maior. Primeiro, nem toda a área frontal de nosso corpo toca a água ao mesmo tempo; algumas partes começam a tocar antes, outras depois. Isso faz com que o tempo do impacto na água seja grande e a força seja reduzida. Além disso, essa força dura apenas uma pequena fração de segundo, até que a velocidade vertical do azarado mergulhador se anule; assim, o estrago é menor do que seria se a mesma força atuasse sobre nosso corpo por um tempo mais longo. Finalmente, essa força está distribuída por toda a parte frontal do corpo e não deverá causar nenhuma ruptura da pele. Entretanto, barrigadas podem ser doloridas e mesmo perigosas quando as quedas são de alturas que superam dois ou três metros.
Mas barrigadas não são atividades esportivas e, portanto. Na verdade, esse tema está mais relacionado às ciências forenses, no que se refere a quedas, ou a fluídos e coeficientes de arrasto, no que se refere à interação com a água. Nos mergulhos normais, nosso corpo penetra suavemente na água. Usualmente, no início, apenas uma pequena parte do corpo entra na água (em geral as mãos e as extremidades dos braços), depois a cabeça, depois o ombro etc. Assim, como as áreas que entram na água são menores que no caso de uma barrigada e o tempo até que o corpo pare é maior, as forças serão menos intensas e nosso corpo se desacelerará mais suavemente, sem dores ou danos.