Usain Bolt e o tempo de reação

Tempo de reação de uma pessoa é definido como o tempo gasto para que ela reaja a um estímulo, que pode ser visual, sonoro, tátil, ou até mesmo olfativo. Usando-se apenas uma régua e fórmulas da Física, é possível obter o tempo de reação visual de uma pessoa, medindo-se a distância que a régua desce, a partir do momento em que é solta por uma outra pessoa. Veja a experiência nesta figura, obtida da página Ciência à mão, elaborada pelo professor Magno, que pode se acessada clicando aqui

A lenta reação de Usain Bolt.
O jamaicano Usain Bolt (foto), atual detentor do recorde mundial dos 100 metros rasos, com o tempo de 9,58 s, obtido em 2009, no Campeonato Mundial de Berlim, tem um tempo de reação muito ruim quando comparado a outros atletas. Se ele conseguisse melhorar este tempo, associando a outras condições favoráveis, Bolt poderia chegar a uma marca que iria representar o limite máximo possível para um ser humano. Vamos analisar alguns dados referentes a esta questão.
O gráfico a seguir mostra os tempos de reação de 425 velocistas das provas masculinas, durante os Jogos Olímpicos de Pequim, realizados em 2008.
Tempo de reação de 425 velocistas, nas Olimpíadas de Pequim [*]
Repare que a média situa-se aproximadamente na faixa entre 0,15 s e 0,20 s, mas há alguns atletas que conseguiram um tempo excepcional, com menos de 0,15 s.

O tempo total de um velocista, na prova dos 100 metros rasos, pode ser dividido em duas partes: o tempo de reação e o tempo que ele percorre efetivamente a distância correndo.

Tempo total medido  =  tempo de reação + tempo de corrida.

Os atletas são penalizados se eles reagem aplicando uma pressão de seus pés nos blocos presos ao chão em menos do que um décimo de segundo (0,10 s) antes do tiro de largada, o que caracteriza uma falsa largada.
Notadamente, Bolt tem uma das mais lentas reações, comparando com os melhores velocistas. Ele foi o segundo mais lento de todos os finalistas de Pequim, e o terceiro mais lento de Berlim, quando correu em 9,58 s. Os tempos de reação e corrida para todos os finalistas de Berlim estão mostrados na tabela ao lado[*]. Note que Chambers chegou junto de Burns, mesmo tendo sido mais lento no tempo de corrida.
O problema que Bolt pode encontrar nas Olimpíadas de Londres, este ano, pode ser parecido com o que encontrou no ano passado, no Campeonato Mundial, quando, na expectativa de largar rapidamente, iniciou a corrida 0,104 s antes do tiro de largada, e por causa disso foi desclassificado da prova. Note que se fossem considerados os milésimos de segundo, ele estaria dentro do permitido, o que fez com que algumas pessoas questionassem na época até que ponto as regras neste caso seriam coerentes.

Limite de velocidade de um ser humano
Para que Bolt pudesse melhorar ainda mais a marca correspondente ao recorde mundial, o velocista teria que ter a seu favor, a baixa resistência do ar, devido principalmente a dois fatores básicos:
  •  velocidade do vento,
  •  altitude elevada do local da prova,
Estes fatores devem estar dentro do limite máximo permitido para que o recorde possa ser considerado oficial. 
Os atletas podem receber a ajuda da velocidade do vento a favor deles nas provas, desde que esta velocidade não ultrapasse o valor de 2 m/s.
Estima-se que se a  velocidade do vento estivesse em 0,9 m/s a favor de Bolt, ele poderia diminuir em 0,06 s o recorde de Berlim.

Um terceiro fator, além do tempo de reação e da velocidade do vento, e que poderia ajudar o velocista seria a altitude do local da prova. Para que o recorde seja validado, a prova deve acontecer em um local a menos de 1.000 m de altitude, pois como se sabe, a densidade do ar diminui muito em locais elevados, e portanto a resistência do ar também fica bem menor, possibilitando que os atletas encontrem maior facilidade para correr.

Se Bolt pudesse correr em um local com altitude no limite dos 1.000 m, ele poderia reduzir o tempo em 0,03 s ,e se o atleta conseguisse reduzir o seu tempo de reação para possíveis 0,10 s, o recorde passaria a 9,48 s. Associando velocidade do vento a favor e altitude máxima legal permitida, o tempo poderia baixar para 9,45 s.  Na verdade, o que se conclui é que ainda estamos longe de atingir a marca que definiria o limite máximo possível para a velocidade de um ser humano.

Nas Olimpíadas de Londres de 2012, a altitude é praticamente ao nível do mar, e portanto, Bolt teoricamente só poderia quebrar seu recorde se arriscasse uma largada antecipada no limite do permissível, e ainda assim mantivesse ou melhorasse o tempo de corrida que ele conseguiu em Berlim.

Referências:
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21 comentários:

  1. Oi, Grossi,
    O tempo de reação é interessante. Me lembrei do tempo de frenagem no trânsito.
    Me surgiu a seguinte questão. A que distância se deve estar um homem de uma arma de fogo de forma que ele consiga se desviar de uma bala???!!!!!!
    Muito boa a postagem. É a Ciência ajudando os atletas. É um modelo de investigação a ser adaptado a qualquer tipo de competição ou jogo, aliás.
    Por exemplo, quais fatores influem no box, ou no jogo de xadrez?

    Valeu.

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  2. @Aloísio:
    "A que distância se deve estar um homem de uma arma de fogo de forma que ele consiga se desviar de uma bala?"
    Bom. Primeiramente, precisamos verificar se o tempo de reação seria contado a partir do momento em que o homem enxerga a bala saindo do revólver ou ouve o barulho do disparo. Foi bom que você tocou neste assunto, pois eu posso informar que há pelo menos dois tipos de reação: A visual e a auditiva. Além da experiência que eu faço com os alunos, podemos fazer outra, em que, de olhos vendados, eles teriam que segurar a régua a partir de um sinal sonoro, que seria dado simultaneamente à largada da régua.

    Outra coisa que teríamos que saber, Aloísio, seria a velocidade da bala, aí acho que depende da arma, não é? Bom, não é tão simples assim, também pelo fato de que há um pequeníssimo tempo entre a explosão dentro do cartucho, a trajetória acelerada da bala no cano e a sua saída efetiva do revólver. Conhecendo todos estes dados, e se possível a densidade, velocidade e direção do ar no dia, o que afeta a resistência do ar,e teriamos um belo e complexo problema, mas acho que dá pra simplificá-lo, obtendo um valor aproximado.

    No boxe, o tempo de reação conta bastante. Já no xadrez, acredito que seria mais o tempo de raciocínio da pessoa.

    Abraço.

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  3. Olá Jairo, gostei do artigo. Neste caso podemos ver muito bem para que serve a Física, não? Creio que seus alunos devem gostar de suas aulas. Um tempo de reação de 20 centésimos, acho que é somente para pessoas bem treinadas, porque não depende somente de nossa mente assimilar a "largada", mas também a reação dos músculos para iniciar o movimento.

    No exemplo que você deu aqui nos comentários sobre Blake e seus 200m... veja só: o tempo gasto em 200m foi de 18,99s. Dividindo por 2, teremos 9,495s, Este valor fica abaixo do que o valor do record, por conta da aceleração inicial. Quando se completa 100m e entrar na segunda metade da prova, o atleta já está acelerado.

    Quando fiz o curso do CFC para conseguir minha habilitação, incrivelmente o instrutor do curso falava sobre o temp ode reação médio de um motorista, que girava em torno de 1s. E fez até umas contas na lousa para exemplifivar a importância de ficar a 2s de distância do carro da frente. Interessante vindo de uma pessoa leiga que mau falava o portugês corretamente.

    Procurei alguma coisa sobre o tempo de reação do chimpanzé, mas não encontrei, pelo menos em português. Mas lembro de ter vistoalguma coisa assim antes.

    Acho que para qualquer esporte o tempo de reação é importante, como no Karatê, para poder se defender dos golpes, ou mesmo para iniciar o contra-ataque antes mesmo do golpe do oponente chegar ao fim. Só treino par conseguirmos melhorar nossos reflexos.

    Mais um belo artigo Jairo. Um abraço!!

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  4. @Kleber:
    Entre a chegada da imagem à retina até que ela chegue ao cérebro, a mensagem percorre o corpo através de impulsos nervosos. Note que há uma pequena distância a ser percorrida da retina ao cérebro, através do nervo óptico. Aí tem a distância maior do cérebro até os músculos, e isso leva um certo tempo, pequeno mas que pode significar muito longo em algumas situações.

    Sobre a tese do matemático Barrow, de que na verdade deveríamos considerar Blake como o verdadeiro homem mais rápido do mundo, faz sentido, mas é claro que devemos considerar que a segunda metade da prova dos 200 metros se inicia com os atletas já com velocidade de aproximadamente 10 m/s, ao contrário dos 100 metros rasos, em que eles partem do repouso. Acho que para ser mais justo teríamos que inventar uma espécie de velocímetro acoplado ao atleta, e ver qual deles atinge a maior velocidade instantânea. Não sei se seria viável.

    Sobre a recomendação do instrutor do curso de CFC, fica meio estranha esta recomendação de manter a "distância" de 2 s, já que isso iria depender da velocidade em que se está, não é mesmo?

    Quanto ao tempo de reação dos chimpanzés estou aguardando alguma coisa "oficial" do Valdir...

    Abraço, e obrigado pelo elogio. Achei que vocês iriam gostar.

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  5. Jairo,

    Mais um ótimo artigo. ;)

    Já agora, deixo uma sugestão de post: o por quê de, ao segurarmos aquela garrafa de cerveja geladinha no meio, antes de abri-la, o líquido congela.

    Em tempo: estou, neste momento, bebendo uma gelada.

    :)

    Abraços.

    Cavalcanti

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  6. @Cavalcanti:
    Obrigado pela sugestão sobre o repentino - e muitas vezes indesejável - congelamento da cerveja, manuseada por um cidadão incauto e inexperiente apreciador deste líquido dourado, espumoso, e saboroso. Já adianto que a causa disso deve ser o equilíbrio metaestável, mas vou pesquisar mais.
    Devo avisá-lo, meu amigo, não sei se em tempo, que é sabido e comprovado que a ingestão abusiva de álcool diminui demasiadamente o tempo de reação de qualquer ser humano. Portanto, evite dirigir depois do happy- hour de Sexta-feira. Leva a mulher junto e dá a chave para ela voltar dirigindo. Isto se a sua mulher topar não beber junto com você, e é claro, se ela for portadora de Carteira Nacional de Habilitação.
    Aqui no Brasil está se pensando em tornar mais rigorosas as punições para motoristas que sejam flagrados alcoolizados ao volante, o que não deixa de ser correto, não é mesmo?
    Abraço.

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  7. Sim, sim. Já agora, agradeço por relembrar. Sobre este tópico, por quê não salientá-lo em teu futuro artigo? O que achas? E concordo plenamente em leis mais severas contra motoristas embriagados. Assim como defendo leis mais severas contra os crimes hediondos (o Brasil precisa de uma moralização urgente na sociedade e a substituição da falha Constituição Federal - mas isso é um outro assunto ;) ).

    Ficamos à espera do artigo.

    ;)

    Abraços cordiais.

    Cavalcanti

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  8. O problema Cavalcante, é que é muito conveniente manter a Constituição como está, pois nossos próprios governantes fazem uso das falhas. Chega aí em seu país os escândalos de nossos ministros, senadores, deputados?

    Jairo, será um saboroso post sobre a cerveja! Fiquei sabendo uma vez que o chopp sai a zero grau da máquina. Nunca fui atrás para saber do processo e se isso era verdade.

    Um abraço!

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  9. Kleber,

    Sou brasileiro. ;)

    E também faço coro ao Kleber: um artigo sobre a problemática do equilíbrio metaestável da cerveja. ;)

    Abraços.

    Cavalcanti

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  10. @Cavalcanti:
    Eu achava que você era português. Talvez seja pelo "sotaque" na maneira de escrever. :)

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  11. @Kleber:
    Estou anotando os seus pedidos. Um post sobre o equilíbrio metaestável responsável pelo congelamento da cerveja...ou seria um prost (Saudação em alemão quando dois apreciadores do amarelo líquido espumoso brindam)?
    Em todo caso, vou esperar uma folguinha no trabalho, pois o ritmo destas últimas semanas foi cruel: Preparação de provas, aulas, correções, e além de tudo saiu a chave do meu apartamento e estou de mudança... Finalmente estarei livre do aluguel!!!. Mas assim que tiver um tempinho, vou pesquisar e acho mesmo que dá um bom post sobre este tema.

    Abraço, amigos.

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  12. #Cavalcante,

    Me desculpe, mas também achava que era de Portugal. Como disse o Jairo, o "sotaque" lembra em alguns casos ao portugueses.

    Vamos torcer para que nosso amigo Jairo tenha um tempo livre para saborear seu artigo sobre o "suco de cevadis"...

    Abraços!

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  13. #Jairo,

    Vai ser bem instrutivo este futuro post-prost! quero ver! Ah, não se esqueça daquele artigo que te mandei pelo facebook, lembra? Acho que também seria bem legal.

    Que bom que jásaiu as chaves! Pagar aluguel ninguém merece! Parabéns!!!

    Abraços!

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  14. Ahhhh, compreendo...

    Talvez se dê pelo fato de ser leitor e colaborador do AstroPT (sítio de Portugal). Mas essas expressões ficam somente no campo da escrita. No ato de falar, tenho meu sotaque pernambucano. ;)

    Abraços.

    ;)

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  15. (...)

    E assim que sair esse artigo sobre a "loirinha", divulgarei para o pessoal que conheci do sul do Brasil no RaidCall.

    :)

    Cavalcanti

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  16. E parabéns, Jairo pela realização do sonho realizado. Aqui neste país, onde trabalhamos 4 meses somente para ver nosso dinheiro roubado (desviado é um termo muito sutil em uma problemática nada sutil) por políticos desonestos, é de se sentir feliz de verdade quando adquirimos nosso próprio imóvel.

    Abraços.

    Cavalcanti

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  17. Jairo,

    Acerca deste artigo, lembrei-me de algo: existe um método fácil e prático para calcularmos a gravidade aqui na linha do Equador? Queres pôr isso em forma de artigo?

    Abraços. ;)

    Cavalcanti

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  18. @Cavalcanti:
    Desculpa a demora na resposta, mas é que devido à mudança, fiquei sem internet, e ainda estou esperando instalar os cabos no apartamento do condomínio que me mudei. Eu sou um dos primeiros a mudar lá, e acho que ainda vou ficar um tempo sem TV, internet e fone. Estou me sentindo em outro planeta. No momento escrevo a partir de uma Lan House. Vou pesquisar sobre este método para cálculo da gravidade, mas por enquanto estou meio enrolado, já que estou fazendo de tudo para colocar as coisas em ordem no meu apartamento novo.
    Abraço, amigo.

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  19. Sim, Jairo. Ademais, desejo que esta nova mudança também traga muitas outras coisas positivas para você. :) Eu sei como é complicado a questão de se mudar - paciência com as caixas: sempre falta alguma coisa.

    Abraços, amigo. E, mais uma vez, não esqueça: paciência. ;)

    Cavalcanti

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  20. Olá Jairo Grossi!
    Muito interessante seu artigo, cheguei até ele pq fui reprovada num teste de aptidão física em que eu deveria percorrer 100 metros em 18 segundos. Fui reprovada, havia 3 examinadores com cronometro manual e, os tempos medidos foram 18.23'; 18.26' e 18.44', a regra é de que o tempo intermediario seria considerado como o correto. Assim sendo, fui reprovada por inacreditaveis 26 milesimos de segundo!! Estou fazendo um recurso administrativo para recorrer do resultado já que vários obstáculos impediam o bom desempenho do candidato (eu treinei muiito e fazia a prova em média em 16 segundos numa pista de atletismo) : a pista era de cimento e cheia de imperfeições(sobressaltos) e havia areia ( o que interfere no equilibrio do candidato que fica com receio de imprimir mmuita velocidade e vir a cair) e, a última e mais revoltante das irregularidades e que tem a ver com seu artigo é que o candidato deveria se posicionar na posição de largada e aguardar que uma banca que se encontrava na linha de chegada apitasse para um examinador que se encontrava ao lado do candidato e, este, ao ouvir o apito, apitaria novamente para, daí então abaixar uma bandeira e o candidato dar a largada.
    Como eu fui reprovada por 26 milésimos de segundo, gostaria que me ajudasse a demosntrar para a banca recursal que, tal como há difrença nos cronometros manuais dos examinadores, o tempo considerado como sendo o desenvolvido por mim também seria passível de erro humano, já que o examinador poderia ter um tempo de percepção superior a 26 milesimos de sgundo para constatar se eu atravessei a marca dos 100m.

    Peço com muita delicadeza que tente me ajudar, sou de família pobre, que luta para conseguir ser aprovada em um concurso e melhorar a realidade e me deparo com esse tipo de arbitrariedade: exigem de mim marca de atleta numa pista horrorosa e uma banca composta por examinadores que se utilizam de cronomtros manuais e portanto passiveis de erro.
    A imagem da pista encontrasse no youtube: http://www.youtube.com/watch?v=VMvJraH27iU

    Desde já agradeço a atenção dispensada e aguardo uma ajuda que possa embasar meu recurso.
    Att,
    Renata Evangelista (renatevangelista@yahoo.com.br)

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  21. @Renata:
    Eu entendo sua frustração por não ter sida aprovada. Vi também através do vídeo a pista, se é que se pode chamar aquilo de pista, em que vocês têm que correr. Acho que alguém pode até se machucar nestas condições, tentandoatingir a marca de 18 segundos.
    Pelo que entendi do processo de medição do tempo de corrida que é usado, há realmente uma grande possibilidade de haver erros. Como você pode perceber pelo meu artigo, é quase impossivel que alguém consiga reagir em menos do que 0,10 s. Além disso, pessoas muito bem treinadas, conseguem reagir em menos de 0,20 s. Acontece que se os cronometristas começaram a medir o tempo a partir do movimento da bandeirada de largada, e pararam o cronômetro no instante em que você cruzou a linha de chegada, o tempo de reação para que eles apertassem o cronômetro tanto no instante largada como no instante da chegada devem ser parecidos. O que eu estou querendo dizer com isso: Que se o cronometrista gastou,por exemplo 0,25 s para apertar o cronômetro na largada, a partir do momento em que ele viu a bandeira se abaixar, provavelmente deve ter gasto quase o mesmo tempo para parar o cronômetro, desde o instante em que ele viu você ultrapassar a linha de chegada. Portanto, acho difícil que você ganhe esta causa, usando como justificativao tempo de reação. No entanto, seria justo que as condições da pista em que ocorreu a prova fossem melhoradas, ou se possivel, que fosse informado com antecedência aos candidatos que não seria uma pista igual a que você treinou.
    Tambem acho difícil que você ganhe o recurso com o argumento de que assim como os cronometristas obtiveram medidas diferentes, os 26 milésimos que você passou a mais seria um erro de medida deles. A media aritmética das três medidas é de 18,31 s, e neste caso, a escolhida para você foi de 18,26 s. Além disso, pelo que entendi, eles colocaram o critério de escolha entre as regras do concurso, que era a de escolher a medida intermediária entre a menor e a maior. Aí não tem recurso que dê jeito.
    Resumindo,eu acho que vocês devem usar o argumento das condições inapropriadas da pista, que ao meu ver é o que mais pode influir para prejudicar os candidatos. Tomara que você ganhe a oportunidade de um novo teste em uma pista mais adequada.
    Boa sorte,amiga.

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