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sábado, 25 de fevereiro de 2017

Arremesso


Quão alto um humano consegue lançar algum objeto?
Humanos são bons lançando coisas. Na verdade, somos ótimos; nenhum outro animal é tão bom quanto a gente.
É verdade que chimpanzés costuma lançar fezes (e, raramente, pedras), mas eles não são tão precisos quantos os humanos. Antlions (insetos) lançam areia, mas eles não tem mira. Alguns peixes caçam insetos jogando gotas de água neles, mas eles usam bocas especializadas ao invés de armas. Lagartos atiram jatos de sangue pelos olhos por distâncias de até um metro e meio. Eu não sei o porquê de eles fazerem isso. Toda vez que eu leio a frase “atiram jatos de sangue pelos olhos” eu paro e fico encarando o texto...
Assim, enquanto existem outros animais que usam projéteis, nós somos os únicos animais que podemos segurar um objeto aleatório e mirar um alvo. De fato, nós somos tão bons nisso que algumas pesquisas sugerem que “lançamento de pedras” desempenhou um papel importante na evolução do cérebro do humano moderno.
Lançar é difícil. Afim de lançar uma bola de baseball para o batedor, o lançador tem que ser exato no momento de soltar. Um erro de meio milissegundo em qualquer direção é suficiente para errar a zona de strike.
Para ter uma ideia, demora cerca de 5 milissegundos para o impulso do nervo mais rápido viajar por todo o braço. Isso significa que quanto o seu braço ainda está rodando na direção certa o sinal para soltar a bola já está no seu pulso. Em termos de tempo, é como um baterista soltando uma baqueta de um lugar alto e atingindo um tampo no chão na batida correta do ritmo.

Parece que somos muito melhores em jogar coisas para frente do que para cima. Como nós estamos pensando na máxima altura, nós poderíamos usar projéteis que curvem para cima quando jogados para frente; Poderíamos resolver o problema usando um dispositivo como este:
Poderíamos usar um trampolim, uma calha lubrificada, ou mesmo um estilingue. Qualquer coisa que ajuda a jogar o objeto para cima sem diminuir sua velocidade. Claro, também podemos tentar isso:


Se bem que a caixa curvada acima parece mais fácil...
Eu analisei os cálculos aerodinâmicos básicos para um lançamento de uma bola de baseball em várias velocidades. Vou me referir em unidades de girafas:
Uma pessoa comum provavelmente consegue jogar uma bola de basquete a umas 3 girafas de altura:

Alguém com um braço razoavelmente bom poderia alcançar 5:
Um lançador com uma bola rápida a 130 km/h poderia chegar até a 10 girafas:
Aroldis Chapman, dono do recorde mundial por lançamento mais rápido (170 km/h), poderia teoricamente lançar uma bola a 14 girafas de altura:
Mas e sobre projéteis além de uma bola de baseball? Obviamente, com a ajuda de ferramentas como estilingues ou bestas, podemos lançar projéteis muito mais rápido que isso. Mas para essa pergunta, vamos assumir a bola.

Uma bola de baseball provavelmente não é o projétil ideal, mas é difícil encontrar dados de velocidade sobre outros tipos de objetos. Felizmente, um arremessador britânico chamado Roald Bradstock realizou uma competição de lançamento de objetos aleatórios, no qual ele lançava tudo, desde peixe morto à pias de cozinha. A experiência de Bradstock nos dá uma série de dados úteis (e um monte de dados inúteis também). Em particular, ele sugere um projétil potencialmente superior: A bola de golf.

Alguns atletas profissionais tem obtido recordes lançando bolas de golf. Felizmente, Bradstock tem, e alega ser o recorde (a partir do primeiro contato com o chão) de 155 metros. Essa é a razão para pensar que uma bola de golfe poderia funcionar melhor do que uma bola de baseball. E faz sentido; O fator limitante em arremessos de baseball é o torque no cotovelo, e a bola de golfe, mais leve, pode permitir que o braço do arremessador se mova um pouco mais rápido.

O melhoramento na velocidade vindo do uso de uma bola de golf ao invés de uma bola de baseball provavelmente não seria muito grande, mas parece plausível que um lançador profissional com algum tempo pra praticar conseguiria lançar a bola de golfe mais rápido que a de baseball.

Logo, baseando-se em cálculos aerodinâmicos, Aroldis Chapman provavelmente conseguiria arremessar a bola de golf em cerca de 16 girafas:
Provavelmente essa é a altura máxima que um objeto pode ser lançado.

... a menos que você conte a técnica que qualquer criança de 5 anos consegue destruir todos esses recordes facilmente:
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