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12/05/2014 1 Propriedades Físicas da Água A água possui certas propriedades físicas que incluem densidade, flutuação, pressão hidrostática e viscosidade. Densidade A densidade de uma substância é a relação entre sua massa e volume: D = m/V. A massa por unidade de volume é expressa sob a forma de gramas por centímetro cúbico (g/cm3) ou quilogramas por metro cúbico (kg/m3). Exemplo: um bloco de madeira pesando 100kg flutuará, mas um prego de ferro, pesando poucas gramas afundará; isto acontece porque a madeira é menos densa que o ferro. Densidade A água do mar é mais densa (1024 kg/m3) do que a água doce (1000 kg/m3), por esta razão que a flutuação no mar é mais fácil. A densidade relativa da água pura é 1; um corpo com densidade menor que 1 flutuará, maior que 1 afundará. A densidade do corpo humano é de 950 kg/m3 por isso flutua. Flutuação Dentre as leis da física da água, as mais importantes são as de flutuação (princípio de Arquimedes) e da pressão hidrostática (Lei de Pascal). O princípio de Arquimedes afirma que: "Quando um corpo está completo ou parcialmente imerso em um líquido, ele sofre um empuxo para cima igual ao peso do líquido deslocado". 12/05/2014 2 Flutuação A flutuação é a força experimentada como empuxo para cima que atua em sentido oposto a força da gravidade. FLUTUAÇÃO – EFEITOS 1) Facilita a execução dos movimentos 2) As articulações ficam livres de atritos (choques) 3) Diminui riscos de lesões PESO CORPORAL DENTRO DA ÁGUA É aliviado de acordo com a profundidade em que se encontram as articulações. Ficam mais livres de impactos, pela ação da flutuabilidade, nas seguintes proporções: Pressão Hidrostática (Lei de Pascal) "Afirma que a pressão do líquido é exercida igualmente sobre todas as áreas da superfície de um corpo imerso em repouso, a uma determinada profundidade". O efeito da pressão hidrostática depende da profundidade a que o corpo é submerso. Quanto maior a profundidade, maior será a pressão exercida. 12/05/2014 3 Pressão Hidrostática A pressão é exercida igualmente em todas as direções e é aumentada de acordo com: A - Densidade do líquido (água do mar ou doce) B - A profundidade Viscosidade É o atrito (fricção) que ocorre entre as moléculas de um líquido que oferece resistência ao movimento debaixo da água em qualquer direção, provocando uma turbulência maior ou menor de acordo com a velocidade que executamos o movimento, quanto mais rápido o movimento, maior será o arrasto. Viscosidade O ar é menos viscoso do que a água, portanto, há mais resistência ao movimento executado dentro da piscina do que em terra. A viscosidade da água quente é maior que a água fria. A resistência que a água oferece ê 12 vezes maior que fora da água. Força de resistência do Fluido ou Força de arrasto A água é aproximadamente 1.000 vezes mais densa do que o ar e, como tal, rapidamente (e as vezes severamente) impede o movimento. Este efeito é sabido como o arrasto, e é particular ingrato aos nadadores. O arrasto normalmente é uma força de atrito, que por se opor ao movimento, diminui a velocidade do mesmo. Certamente, o esforço para aumentar a velocidade da natação em tal ambiente expõe um nadador a não apenas uma força, mas sim quatro diferentes forças do arrasto: Fricção, Pressão, de Onda, e de Esteira. 12/05/2014 4 Força de resistência do Fluido ou Força de arrasto Todas atuam em oposição a direção do movimento do corpo que se desloca no fluido. Todas são partes do arrasto total Arrasto de Fricção ou de Superfície: O arrasto de fricção resulta do contato da água com a pele que origina uma força de fricção, provocando um aumento da turbulência em redor do nadador. É um fator externo à técnica do nadador e que não pode ser aperfeiçoado pelo treino. Ex: A aspereza da superfície aumenta a superfície, este aumento de superfície gera um aumento do arrasto de fricção ou superfície. A suavidade da superfície diminui o arrasto Ex. depilação, maios super-modernos. Força de resistência do Fluido ou Força de arrasto O maiô de elastano e poliamida tem menos de 1 mm de espessura 1 - Superfícies em "V" diminuem a resistência à passagem da água 2 - Sulcos produzem turbilhões menores na piscina, reduzindo o arrasto 3 - As costuras planas são desenhadas para seguir a direção em que a água passa sobre o corpo. Força de resistência do Fluido ou Força de arrasto Arrasto de pressão ou de (forma/ frontal): Este tipo de arrasto é um produto das formas que o corpo do nadador assume ao se deslocar por meio da água. A redução do arrasto de forma depende da permanência do corpo na posição mais horizontal possível em relação ao nível da água, sem que ocorra uma diminuição na força propulsiva. Os nadadores devem estabelecer um meio-termo para que dêem pernadas suficientemente profundas para a propulsão mas não tão profundas a ponto de aumentar a área ocupada por seu corpo na água. 12/05/2014 5 Força de resistência do Fluido ou Força de arrasto Arrasto de onda: A forma mais comum de arrasto de onda é a criada pelas ondas de proa que fazem pressão contra os corpos dos nadadores e diminuem sua velocidade de progressão. Enganam-se quem pensa que o arrasto de onda só se forma à frente do nadador, ele também se forma nas laterais do corpo tanto no plano vertical quanto no horizontal. Quando os nadadores arrastam os braços pela superfície, batem na água, entram com a mão de forma errada ou recuperam o braço em baixo da água, também aumentam o arrasto de onda. Piscinas mais antigas ou com sistemas anti-marolas pouco eficientes pioram muito o arrasto de onda na medida que não eliminam as ondas decorrentes do deslocamento dos nadadores. A onda de arrasto aumenta com o sobe e desce do corpo e com o aumento da velocidade do nado. Força de resistência do Fluido ou Força de arrasto Arrasto de esteira: A água é composta por moléculas de hidrogênio e oxigênio que flutuam em correntes regulares e contínuas até o momento que encontram um objeto sólido que interrompe seu movimento. Essas correntes são compactadas umas sobre as outras, de onde surge a expressão "fluxo laminar". A "turbulência" da água nada mais é do que a interrupção deste fluxo. As moléculas de água separam-se das suas correntes laminares. Força de resistência do Fluido ou Força de arrasto À medida que um nadador avança para a frente, seu corpo abre um "buraco" para sua passagem, quebrando os fluxos laminares, a turbulência continua até que o corpo do nadador tenha ultrapassado determinada seção de água ( Fluxo Turbulento). Depois disso, a água voltará a ocupar o espaço deixado atrás do nadador e o fluxo laminar será restabelecido. Isto explica porque um atleta que nada atrás do outro na raia faz tempos menores com menor gasto energético. O primeiro nadador enfrenta grande pressão para quebrar o fluxo laminar à frente do seu corpo, já o segundo não tem este problema e nada na 'esteira" deixada pelo líder, que cria um sistema de sucção que puxa para a frente o nadador que está na segunda posição. Dessa forma, o que vai atrás é capaz de manter sua velocidade com menor esforço. Ou seja, é como um “vácuo” deixado pelo nadador da frente e aproveitado pelo nadador de trás. Isso só acontece em treinamentos ou provas em águas abertas.
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