Saltos com vara

O salto com varas é um excelente exemplo de como a energia se transforma: de cinética, no final da corrida, em potencial gravitacional, quando o objetivo - chegar o mais alto possível - é atingido.

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A atleta Fabiana Murer é uma das melhores atletas mundiais na modalidade do salto com vara e detentora de vários recordes. Seus melhores desempenhos foram saltos de 4,82 m em provas em ambientes fechados e 4,85 m em provas em ambiente aberto, ambos conquistados em 2010. Por esse último recorde, Fabiana recebeu a medalha de ouro nos Campeonato Ibero Americano, em 2010. Para atingir essa marca foram muitos anos de treino (aos 18 anos ela saltava “apenas” cerca 3,7 m).
O salto com vara é uma modalidade esportiva na qual um ou uma atleta corre, carregando uma longa vara de material flexível. Após atingir uma velocidade adequada, a mais alta que conseguir, o atleta encosta a vara em um encaixe no solo e, pelo “embalo” que tem, “entorta” a vara, transformando toda sua energia cinética em energia potencial, correspondente à deformação da vara. Posteriormente, essa energia potencial é usada para “lançar” o atleta para cima. Assim, a energia potencial armazenada na vara é transformada em energia potencial gravitacional e energia cinética do movimento vertical do atleta Ao atingir a altura máxima a vara não está mais “entortada”, sua velocidade se anula e toda a energia será potencial gravitacional.
Considerando essas transformações da energia de cinética (no final da corrida) até potencial gravitacional, quando a altura máxima é atingida, podemos estimar a altura do salto.
A primeira questão é saber quão rápido um ou uma atleta pode correr. Poderíamos usar como estimativa a velocidade máxima atingida em corridas de 100 m rasos, de pouco mais do que 12 m/s para homens e um pouco menos que isso no caso de mulheres. Entretanto, pessoas que se dedicam ao salto em altura têm uma compleição física diferente daquelas que se dedicam às corridas rápidas; além disso, têm que correr carregando uma desajeitada vara, em uma posição menos eficiente para ganhar velocidade. Portanto, não podemos esperar que os saltadores e saltadoras consigam uma velocidade tão alta quanto velocistas. As velocidades máximas atingidas por atletas muito bem preparados no momento que encostam a vara no solo são da ordem de 9 m/s para mulheres e 10 m/s, no caso de homens. E essa velocidade define a energia cinética disponível para o salto.
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As transformações de energia que ocorrem são: cinética acumulada durante a corrida – potencial na vara – cinética do movimento vertical do atleta – potencial gravitacional quando a altura máxima é atingida. Se a energia cinética conseguida com a corrida for totalmente aproveitada e nenhuma outra forma de energia estiver envolvida, então a energia potencial gravitacional na altura máxima será igual à energia cinética no final da corrida. Assim, a equação básica do salto em altura com vara é a igualdade entre a energia potencial gravitacional quando o atleta atinge a altura máxima com a energia cinética no final da corrida: Se igualarmos a energia cinética, mv^2/2, com a energia potencial gravitacional, m.g.h, onde m é a massa do ou da atleta, v a velocidade no final da corrida, h a altura máxima atingida e g a aceleração da gravidade, obteremos alturas finais da ordem de 5,0 m para homens e 4,0 m para mulheres. Como essas são as alturas que os centros de massa dos atletas subirão, devemos somar a altura inicial do centro de massa no início do salto, de cerca de 1 m do chão. Assim, a altura máxima atingida é da ordem de 5,0 m para mulheres e 6,0 m para homens. Esses valores estão bem próximos dos recordes mundiais, da ordem de 6,1 m para homens e 5,1 m para mulheres, indicando que as hipótese feitas são razoáveis.