A Física no arsenal: o arco e flecha
Referenciado em jogos, filmes, séries e na cultura pop em geral, o arco e flecha é um instrumento que causa muito fascínio e não só deve ser admirado por sua história e beleza, mas também pela física que envolve o lançamento da flecha. O arco existe desde o período mesolítico e, apesar de acreditar-se que ele fora criado para fins de caça, também foi muito utilizado como instrumento de guerra, possuindo a vantagem de devastar os inimigos muito antes do combate direto. Ainda hoje, tribos de todo o mundo, fazem o uso dessa arma tradicional. Entretanto, ela também virou uma prática esportiva, constando, desde 1900, nos Jogos Olímpicos [1]. Os primeiros arcos eram feitos de madeira e, por exemplo, aqui no Brasil povos como os Xingu utilizavam de caule de palmeiras para as plaquetas, estopa de Embira para a corda e bambu para as flechas. Atualmente, os arcos modernos podem ser feitos de madeira, plástico e fibras de vidro. Eles nunca são feitos de metais, pois procura-se materiais pouco afetados por mudanças na temperatura, ao contrário do que os metais podem nos oferecer. Mas agora vem a pergunta: por que uma arma que a princípio parece tão simples desperta tanto interesse em seu funcionamento [1,2]? Ao puxar a corda de um arco recurvo, por exemplo, o que acontece na verdade é que você está deformando as duas plaquetas, fazendo com que elas se voltem mais para trás. Isso muda a forma do arco, que, consequentemente, adquire energia potencial elástica. Quando você solta a corda, o arco tende a voltar à posição original. É por esse motivo, que a flecha adquire as altas velocidades, uma vez que a energia potencial, ao ser liberada, transfere energia cinética à flecha [3]. Se fosse só isso, parece nada demais, não? Mas um arqueiro precisa conhecer muito mais para acertar seu alvo. As flechas exibem um comportamento interessante quando são atiradas. Elas saem com uma velocidade inicial e, por sofrerem a ação da gravidade, apresentam um movimento curvo, que depende do ângulo inicial de arremesso para alcançar a posição final [1]. Entretanto, como não vivemos em um sistema ideal, não podemos desprezar (ao atirar com arco e flecha) os efeitos da resistência do ar, pois, é claro, a atmosfera é composta por moléculas e justo elas colidem com a flecha. Essas colisões fazem com que a flecha perca parte da sua energia e, com isso, diminua sua velocidade. Outro efeito das colisões com as moléculas de ar é a tendência da ponta da flecha de se erguer. Isso causa uma zona de turbulência que interfere no seu trajeto. Para diminuir essa interferência, são utilizadas as penas no fim da flecha [1]. Por fim, guardei o mais interessante para o final: flechas oscilam lateralmente durante o decorrer de seu percurso. As oscilações acontecem por conta da força que empurra a flecha quando ela é solta. Existem diversos vídeos em câmera lenta que mostram esse efeito (denominado spine em inglês, que significa coluna vertebral). Por isso, as flechas precisam ter uma maleabilidade para não serem desviadas pela força, mas também precisam apresentar uma rigidez mínima para não serem destruídas [4]. O número de deflexões pode depender da massa da haste e flexibilidade dela, mas também há outros fatores, como a massa da ponta da flecha e a força que impulsiona ao sair do arco [4]. O mais incrível de tudo isso é saber que as oscilações e condições explicadas aqui não são vistas a olho nu quando atiramos uma flecha, mas ainda assim fazem parte do que compõe a física por trás dessa arma. Autora: Mariana Carachinski. Referências: [1] A FÍSICA DO ARCO E FLECHA. A FÍSICA ONTEM E HOJE. 2015. Disponível em: https://fisica.alegre.ufes.br/sites/fisica.alegre.ufes.br/files/jornal_online_13a_edicao_.pdf. Acesso em: 29 nov. 2021. [2] Arco (arma). Wikipédia, a enciclopédia livre. 2021. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Arco_(arma)&oldid=60971468. Acesso em: 29 nov. 2021. [3] BIMOR. A física do tiro com arco. Disponível em: https://gebimor.wordpress.com/2014/11/04/a-fisica-do-tiro-com-arco/. Acesso em: 29 nov. 2021. [4] Physics of Archery. Archery Historian. Disponível em: https://archeryhistorian.com/physics-of-archery/. Acesso em: 29 nov. 2021.
