Devolviendo el golpe
27 de mayo de 2008
Toc, toc. ¿Queda alguien en la sala? ¿Si? Me alegro 
Volvamos poco a poco a la normalidad.
Nacho nos pregunta:
Buenas, hoy jugando al fútbol me ha venido una duda que me carcome en estos instantes:
¿Por qué cuando chutamos un balón de fútbol alcanza muchas más velocidad si este nos viene en sentido contrario, que si éste está quieto?
Sin pensarlo en profundidad la idea es que si te viene en sentido contrario tienes además que contrarrestar esa fuerza para mandarlo en sentido opuesto, y por tanto ocurriría al revés, pero en la práctica no es así.
Gracias y larga vida a CPI ^^
En efecto, Nacho ,es un efecto que supongo bien conocido entre amantes de deportes de pelota varios, entre los que también está el tenis: la respuesta a un mandoble del oponente suele salir de nuestra raqueta mucho más “fuerte” (a más velocidad) que un golpe dado con la pelota quieta con respecto a nosotros.
Responderé a tu pregunta con otra pregunta, Nacho: ¿Por qué un balón que rebota contra una pared llega más lejos cuando viene contra ella muy rápido, si lo comparamos con otro balón que llega “llorando”? La pared no es sospechosa de participar dando efecto al balón o nada parecido, ni siquiera una humilde patadita. La respuesta está en tres palabras: energía potencial elástica.
Antes de meternos en harina, hay que demostrar un postulado básico para nuestra tesis. Llamemos a un invitado que nunca nos ha fallado en esta página y al que pocos esperaban ver en una entrada como ésta. Invoquemos a Albert Einstein. Einstein, en su Relatividad Especial o restringida (la primera, la de 1905, la de E=mc2), afirmó que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz en el vacío. Una de las consecuencias de esta afirmación es que no existen los cuerpos incompresibles. En efecto, todo cuerpo que choque con otro sufrirá algún grado de deformación, ya sea temporal (cuerpos elásticos) o permanente (cuerpos inelásticos o plásticos). Veamos por qué:
Imaginemos una pelota que choca contra una pared. Imaginemos que la pelota está hecha del material más duro del Universo, un material cuyos átomos están tan fuertemente ligados entre ellos que no hay fuerza humana que consiga separarlos. Lancemos esa pelota contra una pared. La velocidad da igual.
La parte delantera de la pelota, cuando entra en contacto con la pared, sufre una fuerza que la frena. Es posible que la pared se rompa, es posible que no, pero lo que nos importa es que la pared contra la que choca la pelota la está frenando. Los primeros en notar el frenazo son los átomos “de delante” de la pelota. Esos átomos notan la fuerza de la pared, se desaceleran e interaccionan con los átomos de la pelota que vienen detrás, frenándolos a su vez…
El caso es que la velocidad a la que se van desplazando estas interacciones entre los átomos de la pelota nunca podrán superar la velocidad de la luz (si pudieran superarla, podríamos fabricarnos un telégrafo morse que transmitiera impulsos vibratorios a velocidad superlumínica, cosa imposible según las leyes conocidas de la física), por lo que los átomos del final de la pelota seguirán moviéndose hasta que la onda de compresión les alcance. ¿Y qué pasa cuando a un sólido se le van frenando los átomos de delante mientras los de detrás siguen moviéndose a la velocidad inicial? Que se deforma, por compresión. Vámonos al bar, que en una servilleta queda todo más pulcro:
Servilleta 1: La pelota siempre se deforma. La pared, por dura que sea, también se deforma (efecto no mostrado aquí).
Así pues, hemos empezado demostrando que al pegarle un neque a un cuerpo, éste se deforma. Ahora nos acercamos al proceso de pegarle una patada a un balón:
1.- En un primer momento, el pie, que suele tener una velocidad de entre 15 y 20 m/s, entra en contacto con la pelota. Se produce la primera deformación a medida que el pie sigue avanzando y la pelota no se mueve muy rápido todavía.
2.- En una segunda parte, la deformación alcanza su máximo, la pelota va cada vez más rápido y alcanza la velocidad del pie.
3.- En una última etapa, la pelota llega a moverse más rápido que el pie y sale disparada ayudada por la energía elástica que ha almacenado al deformarse, que la propulsa, apoyándose en el pie, para abandonar el contacto con éste a una velocidad mayor que la del propio pie (hasta 38 m/s, unos 140 km/h, si uno es Roberto Carlos).
4.- El Robocop
Una gráfica, sacada de un estudio más serio (pero no por ello menos entretenido) sobre los disparos en el fútbol (véase la sección de bibliografía al final del artículo), lo resume:
Gráficas de la fuerza ejercida sobre el balón (en rojo) y la velocidad del mismo comparada con la velocidad del pie que lo impulsa (en azul). Nótese que el balón alcanza la velocidad del pie antes de que éste deje de golpearlo, y comienza entonces la expansión que propulsará al balón aún a mayor velocidad.
Una pelota de fútbol que llega a nosotros a gran velocidad posee, si despreciamos su rotación, una cierta cantidad de energía cinética, que depende tanto de la masa como de la velocidad de la pelota. Cuando esa pelota choca contra un obstáculo, o sea, nuestro pie, que avanza hacia ella, la energía cinética que poseía el balón se convierte en energía potencial elástica, sumándose a la energía que le proporciona nuestro pie y provocando una compresión mayor del balón. Al liberar mayor energía en la compresión, el balón es equivalente a un muelle más comprimido, que saltará más lejos cuando lo liberemos que un muelle poco comprimido.
¡Ojo! ¡Nuestro pie también se comprime! Los tejidos y huesos de nuestro pie que entran en contacto con el balón sufren una compresión también. El grado de compresión depende de las masas relativas y la velocidad del choque. Por eso no es lo mismo golpear un balón de fútbol que un bolardo
En este vídeo [.wmv, 225 KB], que no pongo por cuestiones de copyright, se puede apreciar la deformación de la pelota
La energía potencial elástica también ayuda a explicar por qué se suele llegar más lejos al chutar dándole un punterazo al balón. La puntera del pie, al ser de menor superficie que el empeine, provoca mayor presión, lo cual deforma más el balón, que adquiere algo más de energía elástica que si le damos con todo el pie. Los buenos futbolistas le dan con el empeine para controlar la dirección y el efecto, pero con un punterazo se puede alcanzar mayor distancia.
Y eso es todo, Nacho. Resumiendo, cuando un balón llega a toda velocidad hacia ti ya trae una energía (cinética). Al chutarlo, el balón se comprime más que si estuviera quieto, por lo que almacena mayor cantidad de energía potencial elástica, que libera de nuevo al rebotar, alcanzando una mayor distancia.
Para leer más:
1.- Kick-off. The Physics of kicking a soccer ball 
[.pdf, 453 kB]
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27 de mayo de 2008 a las 9:48 am
Wow! Me alegra un montón que sigas dando señales de vida, aunque sea de vez en cuando.
27 de mayo de 2008 a las 9:59 am
Y se hizo la luz al final del túnel…
Bienvenido a casa.
El post genial, como siempre.
27 de mayo de 2008 a las 10:00 am
Vaya, Remo. ¡Qué alegría verte de nuevo por aquí! La verdad es que yo aun no había perdido la esperanza. Espero que todo vaya bien y que poco a poco vayas encontrando algo de tiempo para dedicarnos a los otros niños: los lectores de CPI
27 de mayo de 2008 a las 10:07 am
Menuda alegría me he llevado al ver que uno de los feeds que me mostraban una entrada como no leída era el de CPI.
Yo no había perdido la esperanza, porque supongo que aunque los dos motivos que te mantienen alejado de esto siguen tomando mucho de tu tiempo, siempre conseguirás sacar un rato para poner algo.
¡Un placer leerte de nuevo!
Saludos
27 de mayo de 2008 a las 10:19 am
¡Está vivo!
Me alegro de que estés por fin de vuelta, se te ha echado mucho de menos en la blogosfera, hasta te había buscado algún que otro sustituto (El Tamiz y Ciencia Kanija por ejemplo son ya imprescindibles en mi vida), jejeje, aunque más que sustitutos son complementos a tu gran labor divulgativa.
Pero esto de los lectores de RSS es un gran invento (yo uso el Google Reader), si no quizás no me hubiera enterado del regreso.. Lo dicho.. ¡bienvenido a casa!!
Saludos.
27 de mayo de 2008 a las 10:24 am
¡Por fin! Comenzaba a sospechar que la editorial de ‘El Rebaño Ciego’ te había encadenado hasta que las ventas del libro alcanzasen cierta cifra…
Gracias por sacar un hueco entre tanto pañal para una nueva entrada
27 de mayo de 2008 a las 10:24 am
Y pensar que hoy casi no enciendo el ordenador por ponerme a estudiar… menos mal que no he podido evitarlo.
Esto me recuerda a mi examen de Física General I del cuatrimestre pasado. Teníamos un ejercicio que consistía en dos pelotas, una grande, y otra más pequeña colocada justo encima, y se dejaban caer las dos a la vez. Había que calcular la altura a la que llegaba la pelota pequeña después de rebotar contra la otra que a su vez estaba rebotando en el suelo. Llegaba bastante más alto de lo que se podía imaginar. Curiosamente poco después vi el vídeo de las clases de Walter Levin en el MIT, y se le ve precisamente haciendo eso.
Muchas gracias por este regalito para amenizar el estudio.
27 de mayo de 2008 a las 10:42 am
Gracias por volver!!!
Una entrada entretenida y muy instructiva, como en los viejos tiempos
Yo me resistía a sacar CPI de mis marcadores… sabía que tenía razón!
27 de mayo de 2008 a las 10:51 am
Sabía que no volverías hasta que la Phoenix no se posara en Marte.
27 de mayo de 2008 a las 10:51 am
¡¡¡ Se te echaba de menos !!!
No nos tardes mucho en volver a postear!!
27 de mayo de 2008 a las 11:14 am
Jejeje, que alegría más inesperada. Un besazo Remo.
27 de mayo de 2008 a las 11:22 am
Qué bien!Cuando ya casi ni me pasaba, vengo hoy malita desde la cama…y mira! Me alegro de la vuelta!!!!
27 de mayo de 2008 a las 11:26 am
¿Por qué cuando chutamos un balón, éste alcanza más velocidad si viene rápido hacia nosotros que estando quieto?…
A primera vista debiera ser al revés, ya que aparentemente primero debemos compensar la fuerza con la que se acerca a nosotros la pelota, cosa que no sucede si el balón está quieto. La respuesta está en la energía potencial estática….
27 de mayo de 2008 a las 12:05 pm
Portada en Menéame en 33 minutos, oiga.
¡Rebienvenido!
27 de mayo de 2008 a las 12:15 pm
Que alegría encontrarme con una nueva entrada de CPI!!!
27 de mayo de 2008 a las 12:15 pm
Has vuelto!!!!
Me alegro, la blogosfera no es lo mismo sin CPI.
Saludos Remo, ¿que tal la familia?
27 de mayo de 2008 a las 12:16 pm
Se nota que las criaturillas van siendo “algo” más autónomas
27 de mayo de 2008 a las 12:16 pm
La familia bien, Gatoweb. Mil gracias. Esta semana haremos el “debate sobre el estado de CPI”. Todo viento en popa.
27 de mayo de 2008 a las 12:25 pm
¡Bienvenido a tu casa! Se te echaba de menos
¡Un abrazo!
27 de mayo de 2008 a las 12:36 pm
HOLA.
Que bien verte por aqui de nuevo. Acabo de entrar en menéame y veo un titular con una cosa “curiosa pero inutil” y enseguida y sin mirar he pensado que era un nuevo post de CPI.
Y exactamente asi era.
27 de mayo de 2008 a las 12:59 pm
Muy buen post, como todos los que hay en esta página, que es genial, llevo bastante leyendo las cosas que publicais y la verdad es que esta bastante entretenido, me gusta hablar de estas cosas con mis compañeros de la universidad y dejarles un poco “pillados”.
En fin, me alegra ver vida en esta página.
1 saludo desde Bilbao
27 de mayo de 2008 a las 1:32 pm
Por fin!!! una nueva entrada!!! jajaja bueno bueno aunque a mi el futbol no me gusta nada… he de reconocer que tu sevilleta sobre la pelota de futbol si eh jajajaja
saludos
27 de mayo de 2008 a las 1:40 pm
¡Por fin!
Que alegria ver esto de nuevo. Gracias por el esfuerzo extra. ^^
27 de mayo de 2008 a las 1:53 pm
Me uno a la algarabía general de felicitaciones por el regreso de Remo y… ¡de las servilletas de bar tm!
27 de mayo de 2008 a las 2:21 pm
¡¡¡Hey!!! Que alegría volverte a ver por aquí. Últimamente la falta de CPI me estaba afectando, estaba trabajando demasiado a falta de algo mejor en que entretenerse
Slds,
27 de mayo de 2008 a las 2:52 pm
Hombre Remo, bienvenido a esta tu casa, jeje. No nos dejes abandonaicos tanto tiempo.
Un saludo, y es un placer tenerte de vuelta
27 de mayo de 2008 a las 2:59 pm
Ni me he leído el artículo aun, pero lo primero es lo primero: bienvenido de nuevo! Qué alegrón me has dado, se me ha escapado una exclamación y he despertado a mi madre de la siesta y todo.
27 de mayo de 2008 a las 3:07 pm
Hasta tiene servilleta de bar ™! Es justo lo que necesitaba para ponerme a estudiar mucho ahora para los exámenes
27 de mayo de 2008 a las 3:24 pm
¡¡¡No puedes irte tanto tiempo, no nos puedes abandonar así!! Nosotros sí que parecíamos un rebaño ciego…
Dices que esta semana haces un debate sobre el estado de CPI…
¡¡¡Dos artículos seguidos!!!
¡¡¡GRACIAS!!!
Besos a los cuatro
27 de mayo de 2008 a las 3:29 pm
Que grande … tan grande como siempre …
27 de mayo de 2008 a las 3:47 pm
Enhorabuena!!! Iupiiii!! Feliz regreso Remo, que alegria saber que sigues vivo y con ganas.Me has alegrado el dia chico…
Saludos a tus joyitas!!
27 de mayo de 2008 a las 4:09 pm
Muy interesante, como siempre, Remo
Y las servilletas geniales 
Me alegra volver a leerte 
27 de mayo de 2008 a las 4:33 pm
Q alegría! Has regresado! Gracis por hacernos un hueco entre biberones y juegos infantiles! Muy ueno el post, se te echaba muuuuuucho de menos. Besazos
27 de mayo de 2008 a las 4:51 pm
:) pero que alegria me he llevado!! creo que hasta he soltado una lagrimita
. Mira que me paso practicamente todos los dias con la esperanza de que algun dia pasaria esto, y aqui estas!!! La entrada fantastica, as always.
Gracias por dejarnos entrar en tu casa una vez mas y disfrutarte un poquito. Saluda a esos pequeñajos de nuestra parte (y a su madre, por supuesto, que no se ponga celosa)
27 de mayo de 2008 a las 4:53 pm
Muy interesante!
Imaginé que tendría algo que ver con la conservación de la Energia pero está explicacion es impresionante!
27 de mayo de 2008 a las 4:55 pm
¡Hola Remo! (¡¡y demás CPIeros!!)
Llevo un montón de tiempo leyendo CPI desde la oscuridad, y no veas lo que me alegra volver a ver luz por aquí, después de tanto rebaño ciego
¡A seguir escribiendo!
Un abrazo desde Murcia.
27 de mayo de 2008 a las 5:03 pm
Que bueno que ya estas de regreso!
Me rehusaba a perder una de mis paginas favoritas! Yo siempre mantuve la fe!
Saludos!
27 de mayo de 2008 a las 5:25 pm
¡Que bueno que viniste!
Aunque yo era de los proféticos sobre la destrucción del Blog, tenia esperanzas de volver a leer una nueva entrada, y esta ha sido Genial, ¡Como siempre!
Esperemos que continuemos con un ritmo normal(No pedimos cada dia) dentro de lo posible. PEro bueno, si no me equivoco has dicho algo del estade de CPI, será interesante.
¡¡¡Un Saludo, y suerte con todo!!!
27 de mayo de 2008 a las 5:32 pm
wiiii!!! por fin entradaa!!
se te echaba de menos!
yo ya tenia mono… xD
Saludos!!
27 de mayo de 2008 a las 6:04 pm
Yo he sacado el ordenador en la cafetería de la universidad, y cuando me pongo a ojear el Google Reader, de repente grito a los compañeros: ¡Una entrada nueva en CPI! ¡¡Una entrada nueva en CPI!!
Entre caras de asombro, de repente me encuentro con dos o tres personas pegadas a mí para mirar el artículo. Puro CPI en toda su gloria, al que no le podía faltar su ServilletaDeBar™.
Me alegro muchísimo de que estés de vuelta. Justo la inspiración que faltaba en estos momentos para enfrentarnos a la época de exámenes. Menos mal que estás ahí para renovar y aumentar nuestra pasión por la Física.
Muchas gracias.
27 de mayo de 2008 a las 6:46 pm
WOW! Que alegría!! No veas la ilusión que me ha hecho ver otra vez actividad por aquí!!!
Espero que la familia esté estupendamente y que vuelva a leerte por aquí!
FELICIDADES!
27 de mayo de 2008 a las 7:21 pm
Eyyy!! sigue vivo CPI!!!
Mira que he entrado veces para ver si volvía en sí el blog…pero bueno…todo se perdona con 2 churumbeles en medio
Bienvenido
27 de mayo de 2008 a las 7:28 pm
Vaya, ¡ya se te extrañaba! Muy buen post, como siempre.
Solo una cosa… al menos en Chile, la ley de derechos intelectuales permite que uno utilice un recurso siempre y cuando:
1.- No borre el nombre del autor y la fuente.
2.- No lo venda.
3.- Sea con fines educativos.
Así, tu podrías subir ese video y utilizarlo si cumples los criterios.
Pégale una mirada a la ley en España, que no sé como es.
27 de mayo de 2008 a las 7:33 pm
Me ha gustado el post, incluso la bibliografía adicional. Pero, veo ya que se habla de física en el futbol hay un tema muy importante que nos hemos dejado de lado.
LA FÍSICA DE OLIVER Y BENJI.
Jejeje.
Para los que no la conozcais buscadla en el Google y os divertireis. 
27 de mayo de 2008 a las 7:55 pm
Que bien que has vuelto, estaba a punto de desatarse la histeria colectiva, el caos en las bolsas mundiales y sólo Dios sabe qué otras desgracias!!!! Buenísimo el post.
Si alguien quiere ver la energía potencial elástica en acción que se busque uno de los muchos videos que andan por ahí de swings de golf en cámara superlenta. Al final suelen poner una imagen de la pelota en el momento del impacto. Es increible como algo puede pasar de 0 a casi 250 km/h en sólo una fracción de segundo usando sólo la fuerza de una persona.
Saludos
27 de mayo de 2008 a las 7:59 pm
Alegra poder volver a leerte. No comenté nunca pero te leía con asiduidad y noté tu ausencia. Ánimo con los pequeños
27 de mayo de 2008 a las 8:04 pm
Seldon2: ¿Por qué buscarla en Góogle teniéndola en CPI?
27 de mayo de 2008 a las 8:05 pm
“Como decíamos ayer…”
Lo siento, no he podido evitarlo… me ha encantado tu forma de volver al “trabajo”. xDDDDD
¡¡Bienvenido a casa!!
27 de mayo de 2008 a las 9:01 pm
Remo is back!
27 de mayo de 2008 a las 9:21 pm
KRIPPeR: Me ha echado para atrás el aviso en la página de los vídeos:
Lo ideal habría sido subir el vídeo a Youtube, que es más cómodo, pero no ha respondido a mi correo y un aviso de Cease and Desist por su parte me habría cerrado mi cuenta en Youtube, cosa que no me atrae, por lo que directamente le enlazo y allá cada cual con su copyright.
Mil gracias por los consejos.
27 de mayo de 2008 a las 9:40 pm
Gracias por la vuelta che !!!
Se extranaba CPI !
27 de mayo de 2008 a las 9:49 pm
Jejejeej, Remo, tienes razón, ya estaba en CPI.
27 de mayo de 2008 a las 9:54 pm
¡Hombre! ¡por fin!… otra vez CPI en el “candelabro”. Me alegro un montón.
En fin, para no variar, quiero ser un aguafiestas y hacer una puntualización. La relatividad restringida no afirma “que no existan los cuerpos incompresibles”. Es algo más sutil y demoledor: lo que sucede es que no existe el concepto de “sólido rígido”, que es mucho más genérico.
Bueno… al menos, es como lo escribí en mis apuntes.
P.D. Se me ha puesto la sonrisa de oreja a oreja al ver un artículo en CPI.
Salud!
27 de mayo de 2008 a las 10:57 pm
clap!clap!clap!
Bienvuelto. Dichosos los ojos que te leen. Últimamente (desde el comienzo de tus prolongadas ausencias) me tenía que quitar el CPI-mono entrando al foro.
Gran artículo, y otra duda resuelta, aunque no me la hubiera planteado.
Gracias!
27 de mayo de 2008 a las 11:04 pm
Que gusto volver a verte por aca, ya que me tenia que conform