Fluxo, Arrasto e Refração

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Princípios e propriedades físicas aplicadas: tipos de fluxo e 
arrasto 
A abordagem das leis físicas e características do meio líquido facilita a compreensão 
do movimento humano em imersão horizontal – não implicará em cálculos apoiados 
nas leis físicas, mas sim na prática de princípios e propriedades do meio líquido
Durante a prática da natação, encontram-se dois tipos de fluxo: laminar e turbulento
Ambos dependem da direção dos Fluidos – Substância que flui quando submetida a 
um estresse de cisalhamento
O fluxo laminar caracteriza-se por movimentos suaves das moléculas de água que 
não se misturam e adotam uma trajetória única – caracterizado por camadas 
regulares e paralelas de fluido 
No fluxo turbulento há uma mistura das moléculas de água, que se desalinham e 
formam redemoinhos, absorvendo muito mais energia do que no fluxo laminar – 
caracterizado pela mistura das camadas fluídicas adjacentes
ARRASTE OU FORÇA DE RESISTÊNCIA
Força causada pela ação dinâmica de um fluido que age na direção das correntes livres 
do fluxo do fluido
Geralmente a resistência dinâmica é uma força de resistência, ou seja, torna mais 
lento o movimento de um corpo através de um fluido
(arraste vertical) (arraste frontal) (arraste frontal)
Os três tipos de arrasto que influenciam a propulsão do homem na água 
são:
Arrasto de forma: 
criada por um diferencial de pressão entre a superfície anterior e posterior de um 
corpo que se movimenta através de um fluido
causado pela forma e direção do nadador, podendo ser reduzido com uma melhor 
técnica de nado. Por exemplo: levar a cabeça à frente e não para o lado durante a 
respiração no nado crawl aumenta o arrasto de forma
Formas aerodinâmicas minimizam a resistência de forma – capacetes, formação no 
ciclismo, roupas, posicionamento do corpo – aproveitamento do vácuo
Arrasto de superfície ou de fricção da pele: 
causado pela fricção entre a água e a pele do nadador. A raspagem de pelos e, mais 
recentemente, a utilização de maiôs especiais visam reduzir a quantidade de arrasto 
de superfície que é naturalmente criada
Fatores que causam modificações:
Velocidade do fluido, área da superfície do corpo, aspereza da superfície e viscosidade 
do fluido
Roupas de nadadores, ciclistas, corredores, depilar corpo
Arrasto de onda: 
causado pela formação de ondas externas, criadas pelo vento ou por outros 
nadadores, e ondas internas, criadas pelo próprio indivíduo durante seu 
deslocamento
criada pela produção de ondas na interface entre dois fluidos diferentes, ar e água – A 
resistência aumenta quanto maior for o movimento do corpo para cima e para baixo e 
quanto maior for a velocidade do nado
Fatores que minimizam a resistência – Impulso submerso para eliminar a resistência na 
parte permitida – filipina no nado peito
As raias e bordas das piscinas podem reduzir o efeito da resistência de onda
Os três tipos de arrasto acima apresentados ocorrem sempre que o 
homem se desloca no meio líquido e sua redução, seja pelo 
aperfeiçoamento da técnica, fabricação de roupas especiais e projeção 
de piscinas que resultem na formação de menos ondas, implicará em 
economia de energia e redução do tempo gasto para percorrer uma 
determinada distância
Pode-se diferenciar de atividades aquáticas que buscam aumentar a 
turbulência para obter maior resistência da água aos movimentos, 
como a hidroginástica
A imersão na água reduz a freqüência cardíaca – treinamento leva a 
melhoria do condicionamento cardiovascular
Flutuabilidade/Empuxo – Força de um fluido que atua sempre verticalmente para 
cima
Princípio de Arquimedes – Lei física que estabelece que a força de flutuação que atua 
sobre um corpo é igual ao peso do líquido deslocado pelo corpo
FE=pf.vf.g
FE = Força de Empuxo;
pf = densidade do fluído;
vf = volume do fluído;
g = gravidade
Empuxo = Peso Empuxo > Peso
O Princípio de Bernoulli, utilizado por James Counsilman e Ronald Brown para justificar 
sua “teoria da ascensão” de propulsão.
O ar que passa sobre a asa será acelerado, de forma que chega ao final da asa ao 
mesmo tempo que o ar flui por baixo. Esta diferença de velocidade do deslocamento 
do ar gera uma diferença de pressão entre a parte superior e inferior da asa, sendo a 
maior pressão exercida na parte inferior da asa
Princípio de Bernoulli – é uma expressão da relação inversa entre a velocidade 
relativa e pressão relativa no fluxo de um fluido
A forma de concha assumida pelas mãos do nadador durante o deslocamento 
assemelha-se à das asas do avião, se vista de perfil, sofrendo, portanto, os mesmos 
efeitos
Sempre que empurramos a água com as mãos há uma grande perda de energia, e 
somente uma pequena parte de todo aquele esforço se transforma no mais 
importante para nós: deslocamento
no treinamento de natação, não basta apenas um bom condicionamento fisiológico 
para se nadar bem, sendo preciso também uma técnica apurada que permita um 
bom rendimento
como o nadador se utiliza deste princípio, se não tem asas?
Movimentos das mãos no nado sincronizado – azas de um avião – lançamento de um 
disco – salto com esqui
Flutuação do Corpo Humano
O ponto no qual a força de flutuação atua é o centro de volume do 
corpo – a força de empuxo gerada deve ser igual ou maior ao peso 
corporal
Centro de volume – ponto ao redor do qual o volume corporal se 
equilibra igualmente e no qual a força de empuxo atua
Observar:
Densidade dos ossos e músculos é maior que a da gordura.
A água do mar é mais densa que a água doce.
O volume corporal deve ser grande para criar uma força de flutuação 
maior ou igual ao peso do corporal.
Normalmente o centro de gravidade fica abaixo do centro de volume.
A densidade relativa está relacionada à composição corporal dos indivíduos e 
influencia diretamente a capacidade de flutuação na água. A água tem uma densidade 
igual a 1, e a densidade média do corpo humano é de 0,974 (os homens têm 
densidade mais alta que as mulheres).
A pressão hidrostática (Lei de Pascal) é a força que a água exerce sobre as partes do 
corpo imersas, aumentando com a profundidade e densidade do líquido. É 
fundamental na facilitação do retorno venoso (retorno do sangue das extremidades 
para a região central do corpo), gerando menor sobrecarga ao sistema 
cardiovascular. Além disso, a força que a água exerce contra o tronco do nadador 
leva a um aumento da capacidade inspiratória com o tempo, beneficiando o sistema 
respiratório.
Objetos imersos no meio líquido cuja densidade é menor que 1 são capazes de 
flutuar logo abaixo da superfície. Indivíduos com baixo percentual de gordura e 
maior quantidade de massa corporal magra apresentam dificuldades para flutuar e, 
portanto, para nadar
O calor específico do meio líquido tem implicação prática relacionada à 
perda de calor corporal durante a imersão. A água conduz calor com 
muita rapidez – causando frio se não tiver movimento no meio líquido, 
mesmo com temperatura de água adequada (entre 26° C a 31° C; 
temperaturas superiores não são indicadas para exercício moderado a 
forte, e sim para terapias aquáticas).
A refração está relacionada à passagem da luz de um meio (terrestre) 
para outro (líquido) – A visualização precisa de movimentos realizados 
embaixo da água é prejudicada. Quanto mais afastado estiver o 
professor do seu aluno, maior é a diferença entre a posição e 
movimentação real do indivíduo e a posição e movimentação 
visualizada