AULA INTERDISCIPLINAR DE FÍSICA E JUDÔ: TRABALHANDO CONCEITOS DE EQUILÍBRIO E CENTRO DE GRAVIDADE

## AULA INTERDISCIPLINAR DE FÍSICA E JUDÔ: TRABALHANDO CONCEITOS DE EQUILÍBRIO E CENTRO DE GRAVIDADE

## Ronaldo Pereira de Melo Júnior e Bráulio Duque Barbabela 1 1

1 Colégio Militar do Recife, cmr\_ciencias@cmr.ensino.eb.br

## Resumo

Aulas interdisciplinares envolvendo conceitos de física são bastante viáveis para desenvolver nos discentes a capacidade de observar os assuntos abordados em sala de aula no seu cotidiano. Este trabalho apresenta uma possibilidade de abordar conceitos de equilíbrio e centro de gravidade de corpos extensos no judô, que tem o principio da máxima eficiência com mínimo esforço. Para atingir o objetivo, os professores selecionaram duas técnicas: o o-soto-gari e o ipon-seoe-nage. A primeira é uma técnica de desequilíbrio, com a qual o oponente é derrubado quando seu centro de gravidade não se projeta mais na base de apoio. A segunda é uma técnica de arremesso, em que se destacam os conceitos de alavanca. Em uma aula teórica prévia, o professor de física apresentou os conceitos e condições de equilíbrio e alavancas. As aulas interdisciplinares foram ministradas para cinco turmas do 9º ano do Ensino Fundamental do Colégio Militar do Recife, simultaneamente pelos professores de física e de judô. Nessas aulas, os professores destacaram os conceitos trabalhados previamente. As aulas foram destacadas pelos discentes, durante o conselho de classe, como boa alternativa para a abordagem de assuntos de física. Também propuseram que este modelo de aula poderia servir de exemplo para outras disciplinas.

Palavras-chave : equilíbrio de corpos extensos, interdisciplinaridade, judô.

## Introdução

Trabalhar com interdisciplinaridade é, muitas vezes, a maneira mais eficaz de abordar conceitos físicos, principalmente quando se procura desenvolver habilidades e competências relacionadas com a compreensão de fenômenos. Por outro lado, esta forma de abordagem ainda não é uma tarefa fácil para os professores. Dentre as dificuldades estão a pouca convivência entre docentes das diversas disciplinas, a falta de sincronia dos assuntos dentro dos anos escolares e a própria resistência do professor em ter de priorizar determinados assuntos. É preciso tempo para planejar, comparar currículos, apresentar propostas, discutir, ouvir as opiniões dos demais colegas e, muitas vezes, selecionar assuntos, deixando de ter de abordar o conteúdo todo, apenas para cumprir o currículo. Ao utilizar aulas interdisciplinares, o professor opta por uma formação mais cotidiana, mais completa, já que destaca fenômenos físicos presentes na vida do seu estudante. Neste trabalho destacou-se como situação-problema entender como uma pessoa fisicamente mais fraca pode derrubar outra fisicamente mais forte. Esse é o conceito básico do judô, que é um esporte olímpico com projeção nacional e praticado por vários alunos do colégio como modalidade da disciplina de educação física. Seus fundamentos incorporam conhecimentos empíricos sobre situações de equilíbrio de corpos extensos. Isso leva a ser ensinado, muitas vezes, dentro da ideia de que o sucesso da aplicação de determina técnica se dá apenas pelo treino exaustivo, sem levar em conta os conceitos científicos envolvidos. Com a abordagem conjunta das

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26 a 30 de janeiro de 2015

duas disciplinas, buscou-se a compreensão dos conceitos físicos de equilíbrio e centro de gravidade no judô, já que esse conhecimento pode trazer vantagens para os praticantes além de ser uma forma de se aplicar conhecimentos específicos de física.

## Interdisciplinaridade entre física e esportes

Vários conceitos de física podem ser trabalhados abordando diversos esportes, sendo mais comuns os assuntos relativos à área de Mecânica. Micha e Ferreira (2013) destacaram o estudo da mecânica através da análise dos movimentos dos saltos de atletas em esportes coletivos, como vôlei e basquete, destacando o conceito de centro de massa. Em seu trabalho, discutem como o centro de massa se desloca dependendo da posição dos braços e pernas, se estão dobrados ou esticados e como as posições dos atletas influenciam nas alturas dos saltos. Santiago e Martins (2009) destacam a importância da elaboração de projetos interdisciplinares, principalmente com os professores de educação física. Em seu trabalho, abordam conceitos de movimentos uniformemente variados, energia e força para interpretar o Gyaku-zuki 1 , uma técnica de karatê. Marinho (2011) fez uma análise minuciosa entre a execução da técnica uchi-mata 2 , muito utilizado em competições e a teoria do sistema de alavanca. Seu objetivo foi determinar a região de melhor ponto de apoio para a execução da técnica para adversários de estaturas variadas.

## O judô

- O judô foi criado em 1888 por Jigoro Kano no final do século dezessete, a partir do aperfeiçoamento de técnicas utilizadas por Samurais do Japão Feudal, o jujutso . Kano entendia que as pessoas precisavam aprender a resolver seus conflitos de maneira harmônica, o que influenciou até no nome desta arte marcial. O termo judô é a combinação de duas palavras japonesas: ju , que quer dizer suavidade e do , que quer dizer caminho. Assim, judô quer dizer caminho da suavidade , ou caminho da gentileza . Neste sentido, é preciso primeiro ceder para depois obter a vitória. Segundo Kano (2008), judô é mais que uma arte de ataque e defesa, é um modo de vida. Kano defendia que a sabedoria está na busca da máxima eficiência com o mínimo de esforço .

## Equilíbrio e centro de gravidade

- O conceito de equilíbrio pode ser abordado em uma série de contextos, desde o comportamento social humano, até a forma como é estudado em física. Uma vantagem desse conceito é que a percepção dele, em qualquer contexto, é

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sempre a mesma: um ou mais agentes atuam no sistema como se nada estivesse realmente atuando, e o sistema fica em repouso.

Na física, costuma-se abordar o equilíbrio em duas conotações: aquele do ponto material e o de corpos extensos . Em ambos deve-se perceber que a força resultante será nula.

Ao abordar o equilíbrio do ponto material, em geral, definem-se as situações de equilíbrio instável, estável e indiferente, como pode ser percebido na Figura 1.

Figura 1: Situações de equilíbrio.

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Por outro lado, ao abordar o equilíbrio de corpos extensos , é preciso conceituar centro de massa (CM) e centro de gravidade (CG). Micha e Ferreira (2013) destacam que o CM é um ponto definido pela média de distribuição espacial de massa de um corpo e que pode não estar necessariamente situado no próprio corpo. Em seu artigo, há uma ótima abordagem para os movimentos de translação e rotação do CM, demonstrando que este se move como um ponto material.

Para o corpo humano, em pé, a posição aproximada do centro de massa está dentro do corpo, na altura do umbigo e entre as peles da barriga e das costas. Caso a pessoa se incline para frente ou para trás, salte ou gire, o centro de massa pode mudar de posição, ficando até fora do corpo. Para uma determinação mais específica do CM de um atleta em determinada condição, é preciso fazer um estudo sistemático das massas das partes do corpo do atleta e suas posições relativas. Este método, conhecido como método de segmentação, é bem discutido em Blazevich (2007). Um dos exemplos apresentados é o de calcular o CM de um atleta no salto em altura.

O centro de gravidade (CG), por sua vez, é o ponto onde se considera a aplicação da força peso resultante no corpo. Sua posição é aproximadamente a mesma do CM, havendo diferenças quando o corpo é composto de material de diferentes densidades ou extremamente extensos, devido ao fato de que o campo gravitacional terrestre não é uniforme (Resnick e Hallyday, 1983). Dessa maneira, é válida a aproximação da coincidência entre CM e CG para o corpo humano.

Utilizar o conceito de CG para as situações de estudo de equilíbrio de corpos extensos está no fato que o CG indica o centro do corpo, na direção vertical. Traçando-se uma reta vertical a partir do CG à base de apoio do corpo, o equilíbrio se dará quando essa reta tocar o solo em um ponto que esteja dentro da área da base de apoio.

## A física do judô

Ao explicar o que se entende pelo princípio da máxima eficiência com o mínimo esforço, Kano (2008) utiliza-se de conceitos físicos da mecânica, como força e equilíbrio:

[...] imaginemos que um homem está na minha frente e sua força equivale a dez pontos, enquanto minha força é de apenas sete pontos. Se ele me

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empurrar com toda sua força, posso ter certeza de que serei vencido, mesmo eu resistindo com toda a minha força. Isso é opor força com força. Mas, se em vez de me opor a ele, eu ceder espaço na mesma extensão em que ele me empurrou, recuando meu corpo e mantendo o equilíbrio, meu oponente perderá o equilíbrio. Enfraquecido por essa posição desajeitada, ele será incapaz de usar toda a sua força, e então terá sua força diminuída para três pontos. Como eu mantenho meu equilíbrio, minha força continua sendo de sete pontos. Nesse momento, eu estou mais forte que o oponente e posso derrotá-lo usando apenas metade da minha força [...] (Kano, 2008, p.20)

Noutro trecho, Kano explica que o princípio de alavanca é, muitas vezes, mais importante que ceder espaço. São os casos quando o propósito é arremessar o oponente, aproveitando quando este o empurra ao mesmo tempo em que vem em sua direção (ou se curve um pouco para frente). Nesses casos, o oponente fica desequilibrado, Kano afirma que se pode aproveitar este fato para derrubá-lo.

Se eu segurá-lo pela parte superior da manga que está estendida, girar e colocar minhas costas perto de seu peito e rapidamente me curvar, ele vai voar sobre minha cabeça e cair de costas. (Kano, 2008, p.22)

Nessa situação, também se percebe que o atacante aproveita a inércia do movimento de vinda do oponente sobre si e utiliza o princípio da alavanca ao girar, se curvar e puxá-lo sobre sua cabeça.

## O plano de aula interdisciplinar

Normalmente o judô é ensinado de maneira empírica, sem que sejam citados conceitos de física. A aula interdisciplinar física-judô é contextualizada em essência. Sua utilização permite o enriquecimento dos conhecimentos dos próprios praticantes do judô, os judocas , além de dar significado aos conceitos estudados nas aulas de física. Os estudantes conseguem compreender melhor porque as técnicas podem ser aplicadas de maneira eficiente, causando desequilíbrios e deslocamentos do centro de gravidade do oponente, independentemente de seu tamanho. Essa concepção foi a utilizada por Jigoro Kano ao denominar a arte marcial criada por ele como judô , que significa caminho suave.

Inicialmente, os professores definiram como objetivo da aula interdisciplinar fazer com que os discentes observassem, sentissem e compreendessem algumas situações de equilíbrio e desequilíbrio em seus próprios corpos. Para tanto, foi escolhido o judô, por ser um esporte com vários praticantes no colégio. Em seguida, os professores selecionaram uma técnica de desequilíbrio, o o-soto-gari , (Figura 2.a) e uma de arremesso, o ipon-seoe-nage , (Figura 2.b) no qual também se pode abordar o conceito de alavanca.

Figura 2: Técnicas trabalhadas na aula interdisciplinar (a) O-SOTO-GARI. (b) IPON-SEOE-NAGE.

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Uma aula antes da aula interdisciplinar, o professor de física abordou os conceitos de equilíbrio do ponto material e do corpo extenso, centro de gravidade e alavanca, utilizando as técnicas selecionadas como exemplo.

## A aula interdisciplinar

A aula interdisciplinar foi ministrada para os alunos do 9º ano do Ensino Fundamental, no dojô , sala onde se pratica o judô, simultaneamente com os professores de física e de judô , ambos trajados com o judogui 3 . Os alunos praticantes do esporte foram convidados a participar de forma voluntária para demonstrar as técnicas e auxiliar nas explicações aos colegas. Estes também deveriam trajar o judogui . Cada uma das cinco turmas teve uma aula de aproximadamente 45 minutos, todas ministradas no mesmo dia, em forma de revezamento.

A aula iniciou com a apresentação do judô como um estilo de vida apoiado filosoficamente nos conceitos de ética e respeito ao próximo, e não é apenas uma arte marcial. Desta forma, logo no início da aula, os alunos foram instruídos sobre como se comportarem no dojô , mantendo o silêncio e a disciplina. Aprenderam como saudar o tatame , os professores e a figura de Jigoro Kano. Em seguida, 4 ouviram uma breve história da criação do judô .

Para a atividade, os alunos foram agrupados em trios para trabalharem os kuzushis , ou seja, as posições de equilíbrio e desequilíbrio frontais, laterais, nos cantos e traseiras do judô. Dois alunos ficaram em frente um do outro, e o terceiro, estando entre os dois, procurava manter o corpo ereto, enquanto seus colegas o empurravam, cuidadosamente segurando pelos ombros, para frente e para trás. Os alunos revezaram suas posições para que todos pudessem perceber as situações de desequilíbrio em si. Na oportunidade, os professores explicaram que todas as situações de desequilíbrio obedeciam à condição da projeção do CG, a qual está fora da base de apoio, como discutido na aula teórica e esquematizado na Figura 3.a. Esse esquema representa o corpo humano por um prisma regular. Dessa maneira facilita-se a visualização da situação de equilíbrio, pois se explicita a posição do CG e a condição de sua projeção vertical estar sobre a base de apoio (pés).

As Figuras 3.b e 3.c, demonstram como se pode provocar a queda do oponente quando se usa o o-soto-gari . Por ser uma técnica de desequilíbrio, é simples observar que o oponente é derrubado quando há a combinação da aplicação de duas forças pelo tori (judoca que derruba): uma que empurra o tronco e outra que puxa a perna do uke (judoca que cai).

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Figura 3: O-SOTO-GARI. (a) condição de equilíbrio em relação à posição do CG. (b) aplicação das forças para provocar o desequilíbrio. (c) esquema visual da técnica.

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Ao trabalhar o ipon-seoe-nage , por ser uma técnica de arremesso, foi demonstrado como o conceito de alavanca é utilizado. O apoio fica no quadril do tori que aplica a força potente da alavanca (puxa o uke pela manga do judogui ) para vencer a força resistente (peso das pernas do uke). Nesta técnica, o uke é arremessado sobre a cabeça do tori e cai de costas no chão em frente a este. O esquema da interpretação dos conceitos de alavanca para o ipon-seoe-nage está apresentado na Figura 4.

Figura 4: IPON-SEOE-NAGE. A indica o apoio, P indica a força potente (tori puxa uke pela manga do judogui) e R indica a força resistente (peso das pernas do uke).Fonte: Silva (2011).

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## Atividade lúdica complementar: derrubar uma caixa de fósforos com a ponta do nariz

Com o intuito de destacar que a posição do CG (e o CM) depende da distribuição de massa do corpo, os alunos foram desafiados a derrubarem uma caixa de fósforos com o nariz. Para isso, precisariam estar ajoelhados e com as mãos para trás. Esta atividade é sugerida pelo grupo Seara da Ciência (SEARA DA CIÊNCIA, 2014) e é de fácil execução, principalmente porque os alunos estavam sobre o tatame e, se caíssem com o rosto nele, não se machucariam. Espera-se que os rapazes tenham maiores dificuldades em conseguir derrubar as caixas de fósforos que as moças. Isto porque a anatomia delas é tal que há uma maior disposição de massa nos quadris que nos rapazes, assim, o CG das moças é mais baixo, permitindo que elas consigam deslocar o corpo para frente sem que a projeção do CG saia da área de apoio, que nesse caso, são os joelhos.

Esta atividade, apesar de simples, apresentou-se muito divertida e complementou os conceitos de equilíbrio e desequilíbrio abordados nas atividades anteriores.

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## Considerações

O judô foi escolhido como instrumento de interdisciplinaridade para trabalhar com física por ter como princípio a máxima eficiência com mínimo esforço . Essa ideia permite abordar conceitos de equilíbrio, centro de gravidade e alavancas. Para tanto, os professores de física e judô selecionaram duas técnicas: uma de desequilíbrio, o o-soto-gari , em que se destacou o deslocamento do CG do judoca em relação ao seu apoio, e outra de arremesso, o ipon-seoe-nage , com a qual se destacou o conceito de alavanca. A atividade interdisciplinar foi avaliada como extremamente positiva pelos professores e alunos, que puderam observar, sentir e compreender condições de equilíbrio e desequilíbrio em si próprios. Os estudantes envolvidos na atividade perceberam que o conhecimento científico também pode ser utilizado para o entendimento e melhoria de várias aplicações práticas, como é o caso das situações equilíbrio e desequilíbrio para praticantes de judô.

## Referências

MICHA, D. N., FERREIRA, M. Física no esporte - Parte 1: saltos em esportes coletivos. Uma motivação para o estudo da mecânica através da análise dos movimentos do corpo humano a partir do conceito de centro de massa. Revista Brasileira de Ensino de Física , v. 35, n. 3, 3301, 2013.

SANTIAGO, R. B., MARTINS, J. C. A interpretação física de um técnica do karatê: o Gyaku-zuki. Física na Escola , v. 10, n. 2, 19-21, 2009.

MARINHO, S. F. Análise cinesiológica entre a execução da técnica de UchiMata do Judô e a teoria do sistema de alavancas para a determinação da melhor região de encaixe do quadril no corpo do adversário de estaturas variadas . Brasília: Universidade Católica de Brasília, 2011. 11 p. Trabalho de Conclusão de Curso - Curso de Educação Física, Universidade Católica de Brasília, 2011.

KANO, Jigoro. Judô kodokan . Tradução por Wagner Bull. São Paulo: Cultrix, 2008.

BLAZEVICH, A. SPORTS BIOMECHANICS : The basics: optimising human performance. London: A&amp;C Black Publishers Ltd, 2007.

RESNICK, Robert, HALLIDAY, David. FÍSICA . Tradução por Antônio Máximo R. Luz [et al], 4. ed., Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora, 1983.

SILVA, P. M. F. Judô: modo de usar . 2011. Disponível em: &lt;http://judomododeusar.wordpress.com/2011/11/30/&gt; Acesso em: 10 mai 2014.

SEARA DA CIÊNCIA. Universidade Federal do Ceará. Centro de Gravidade e Equilíbrio . Disponível em &lt;http://www.seara.ufc.br/sugestoes/fisica/mec1.htm&gt; Acesso em: 10 mai 2014.

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