Os 100 m rasos

A expressão "o homem mais rápido do mundo"  é reservada para o recordista dos 100 metros rasos. Quão rápido é esse homem mais rápido do mundo?

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Uma das provas de atletismo mais conhecidas é a corrida de 100 m. O atual recorde mundial, de 9,58 s, foi batido pelo atleta jamaicano Usain Bolt em 2009, durante o Campeonato Internacional de Atletismo de Berlin. A velocidade média nessa corrida foi de 10,4 m/s (ou cerca de 38 km/h).
Nesse tipo de competição, a velocidade do atleta varia muito. No início, o atleta está (obviamente) parado. Ao iniciar a prova, ele acelera até atingir uma velocidade máxima superior a 12 m/s (cerca de 44 km/h). Alguns atletas conseguem manter a velocidade máxima até o final da prova. Outros, entretanto, perdem um pouco da velocidade depois de alguns segundos, e a terminam com uma velocidade ligeiramente inferior à máxima.
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O gráfico abaixo mostra a velocidade em função do tempo do atleta jamaicano Usain Bolt, na competição em que ele bateu o recorde mundial. A velocidade máxima foi atingida cerca de 6 s após o início da prova. Depois disso, o atleta começou a perder velocidade, terminando a prova com “apenas” 11,7 m/s.
Até os 6 s, quando o atleta atingiu a velocidade máxima, a aceleração foi positiva, ou seja, a velocidade era crescente. No sexto segundo de corrida a aceleração se anulou e, a partir daí, é ligeiramente negativa: o atleta começou a perde velocidade, ainda que sutilmente.
A taxa de variação da velocidade com o tempo, a aceleração, pode ser percebida no gráfico pela inclinação da curva que representa a velocidade ao longo do tempo. No caso do recorde mundial de Usain Bolt, a aceleração máxima, que ocorreu no início da prova, chegou a 10 metros por segundo ao quadrado.



Usando as equações básicas da dinâmica, podemos ver que para conseguir essa aceleração o atleta deve fazer uma força média horizontal aproximadamente igual ao seu peso.
Mas se o atleta consegue fazer uma força para acelerar seu corpo igual ao seu peso, por que ele não continua fazendo isso até o final da prova? A resposta para isso está no fato que não é só a força que limita o desempenho de um atleta, mas, também, a potência que ele produz. Por exemplo, acelerar uma massa da ordem de 80 kg a 10 metros por segundo ao quadrado, quando a velocidade é de aproximadamente 5 m/s, implica em produzir uma potência mecânica da ordem de quatro quilowatts (a potência mecânica é igual ao produto da força pela velocidade), o que é muito, mesmo para superatletas, fortes e bem treinados.
Conclusão: um atleta consegue fazer uma força muito intensa para acelerar seu corpo enquanto a velocidade é baixa; quando a velocidade cresce, a força máxima que o atleta consegue fazer diminui.