Desde el salto de esquí hasta el patinaje de velocidad, los deportes de invierno son la física en acción

Durante los Juegos Olímpicos de Invierno de 2026, los atletas saltarán desde rampas, se deslizarán sobre hielo y girarán en el aire. Estas actuaciones se verán diferentes para mis alumnos que estudiaron física a través del deporte. Estas hazañas serán algo que los estudiantes ya hayan medido, modelado o sentido. Como físico, ayudo a mis alumnos a ver los juegos como un lugar donde las lecciones en el aula cobran vida.

Paso mucho tiempo pensando en cómo se entienden en el mundo real ideas abstractas como cinemática, fuerzas, energía, impulso y movimiento. Hace poco escuché una reunión de la ofensiva del equipo de fútbol de Clemson para obtener reconocimiento por lo que hacen mis estudiantes-atletas. Pero se me ocurrió una idea para una nueva clase de introducción a la física.

Mientras me sentaba en la última fila escuchando al entrenador analizar el próximo partido de los Tigres, me di cuenta de que podía entender cada palabra que se decía, a pesar de que nunca había jugado al fútbol. La mayoría de los chicos se llamaban Sam o Mike y seguían hablando de huecos y cajas. Conocía la terminología. Seguí los diagramas. Podría repetir el idioma. Y, sin embargo, no entendía absolutamente nada acerca de cómo esa información se traducía en una estrategia ganadora.

Se me ocurrió que mi confusión probablemente era similar a la que experimentan muchos estudiantes de física. Pueden seguir partes individuales, ecuaciones, definiciones y vocabulario, pero tienen problemas para conectar esas partes con el significado del mundo real. La física tiene sentido como tema de estudio, pero a menudo parece desconectada de la vida cotidiana.

Creé una clase de física deportiva en Clemson para cerrar la brecha. El curso no comienza con problemas abstractos o sistemas idealizados, sino con deportistas que ya interesan a los deportistas. Luego, la clase explora la física que hace posibles esas actividades.

Física en el esquí

Muchos cursos de introducción a la física basados ​​en álgebra hacen que los estudiantes estudien bloques sin fricción que se deslizan por planos imaginarios. En mi curso, los estudiantes analizan los últimos deportes olímpicos.

El esquí de montaña, que debutó en los Juegos Olímpicos de 2026, requiere que los atletas escalen pendientes empinadas y cubiertas de nieve por sus propios medios. Mis alumnos descubren un elegante problema de física que involucra la fricción, la fuerza que resiste el deslizamiento entre superficies.

Los esquiadores de montaña utilizan la fricción para subir cuestas antes de bajar los esquís. Foto AP/Antonio Calanni

Para acelerar cuesta arriba, los esquís deben experimentar una pequeña cantidad de fricción a medida que se mueven hacia adelante. Sin embargo, el mismo esquí debe proporcionar suficiente fricción en la dirección opuesta para evitar que el esquiador se deslice cuesta abajo.

Los esquiadores resuelven esta contradicción utilizando esquís de escalada que están construidos para agarrar la nieve en una dirección y permitir un deslizamiento suave en la dirección opuesta. En clase, los estudiantes examinan cómo el diseño del material de la piel ayuda a los escaladores a escalar una montaña de manera eficiente.

Los estudiantes también ven cómo los materiales especializados ayudan con los saltos de esquí.

Los trajes ajustados que usan los esquiadores no son por estética; ayudan a controlar la física del aire. La tela suelta aumenta la resistencia e incluso puede generar sustentación, similar al traje aéreo que usan los paracaidistas. La ropa ajustada minimiza estos efectos, haciendo que la competencia sea más justa al nivelar el campo de juego para todos los atletas.

Los trajes ajustados que usan los saltadores de esquí les impiden obtener una ventaja injusta al tirar y levantar de telas sueltas. AP Photo/Matthias Schrader La física del patinaje

Cuando se trata de patinaje, pequeños cambios en la física pueden separar a los medallistas del resto del campo. En clase, los estudiantes exploran cómo los patinadores pueden inclinarse dramáticamente hacia el hielo sin caerse analizando su aceleración centrípeta y las fuerzas que actúan sobre sus cuerpos durante los giros a alta velocidad. La aceleración centrípeta es la fuerza de aceleración dirigida hacia el centro del giro. Mantiene el control deslizante moviéndose en una trayectoria curva en lugar de una trayectoria recta.

El patinaje artístico es otro ejemplo sorprendente en el que pequeños cambios en la posición del cuerpo pueden afectar drásticamente el rendimiento de un atleta. El momento angular, que describe cuánto movimiento de rotación tiene un objeto, depende tanto de qué tan rápido gira el objeto como de cómo se distribuye su masa. El swing angular permite a los patinadores controlar cuántas veces giran en el aire.

Cuando un patinador artístico tira de sus extremidades hacia el torso, gira más rápido. En física, este concepto se llama conservación del momento angular. Planos de croquis, CC BI-NC

En clase, los estudiantes no sólo observan a los atletas de élite: modelan estos conceptos con sus propios movimientos. Sentados en una silla giratoria con pesas en los brazos extendidos, los estudiantes imitan a un patinador artístico tirando de los brazos hacia adentro y girando mucho más rápido a medida que su masa se acerca a su eje de rotación.

Física en acción

Al estudiar deportes, los estudiantes comienzan a ver la física no como una colección de fórmulas, sino como un marco para comprender cómo funciona el mundo. Una comprensión básica de la física permite a los estudiantes evaluar críticamente las afirmaciones cotidianas, desde clips deportivos virales hasta titulares engañosos y afirmaciones de rendimiento exageradas.

En los vídeos destacados, por ejemplo, los atletas a menudo parecen girar hacia la izquierda o hacia la derecha después de dar un salto. Los estudiantes de física saben que este no puede ser el caso: una vez que está en el aire, no hay forma de cambiar esa trayectoria sin presionar algo.

Por supuesto, las actuaciones atléticas de élite no son los únicos lugares donde se puede ver la física en acción. Los mismos principios subyacen a la mayoría de las experiencias cotidianas. Con el deporte como punto de entrada, los estudiantes pueden aprender un lenguaje que les permita interpretar el mundo físico que los rodea.

La física no vive sólo de libros de texto o exámenes. Está escrito en cada paso, giro y salto, en todos los niveles, desde actividades recreativas hasta competiciones olímpicas.