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Biomecânica e Cinesiologia I

Prof. Alexandre Trindade

Conteúdo

• Introdução à Biomecânica: Histórico e Conceituação ;• Estudo das formas de movimentos;

• Planos e eixos de movimento;• Torque e Alavancas;• Equilíbrio e o estudo do centro de gravidade.

Introdução à Biomecânica

1 HISTÓRICO• Aristóteles(384-322 a.C) - Pai da Cinesiologia ; ação dos

músculos através da observação dos movimentos dos animais.• Arquimedes(287-212 a.C) - Princípios hidrostáticos.• Galeno(131-201 a.C) - Músculos agonistas e antagonistas.

Introduziu os termos diartrose e sinartrose.• Da Vinci(1452-1519) - Primeiro a registrar dados científicos da

marcha.• Borelli(1608 - 1679) - ossos como alavancas• Glisson(1597-1677) - Irritabilidade

• Von Haller(1707-1777) - Contratilidade.• Newton(1642-1727) - Fundamentos da dinâmica moderna, as 3

leis de Newton.• Hunter(1728-1793) - Origem e inserção, o problema biarticular

e disposição mecânica das fibras.• Janssen - em 1878, sugeriu quadros cinematográficos para

estudar o movimento humano.• Braune(1831-1892) & Fischer(1861-1917) - usaram técnicas

fotográficas para estudar a marcha humana(CG).• Roux(1850-1924) - Hipertrofia,através de trabalho intensivo.• Bowditch(1814-1911) - Lei do tudo ou nada.• Piper(1910-1912) - Eletromiografia• Adrian(1925) - Através da eletromiografia demonstrou a

atividade muscular

2 CONCEITUAÇÃO

MECÂNICA

“Ciência preocupada com os efeitos das forças que agem sobre os objetos.” McGINNIS(2002, p.48)

Estática: objetos em repouso ou movendo-se em velocidadeconstante.

Dinâmica: objetos em movimento acelerado.

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BIOMECÂNICA

Cinemática: estudo da descrição do movimento.• Área de estudo(Cinemetria);• Estudo das formas de movimentos;

• Planos e eixos de movimento

Cinética: Estudo da ação das forças.• Área de estudo ( Eletromiografia, Dinamometria e

Antropometria);• Torque e Alavancas;

• Equilíbrio e o estudo do centro de gravidade.

1 Cinemática

1.1 Formas de Movimentos

a Movimento Linear

b-Angular

c-Geral

1.2 Planos e Eixos

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2 Cinética

2.1Sistema de Alavancas e Torque

2.1.2 Classificação

• Alavanca Interfixa

• Alavanca Inter-resistente

• Alavanca InterpotenteExemplos

SISTEMA DE ALAVANCAS BIOLÓGICAS

Barra rígida

Apoio

Forças

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Exemplos

• A maioria dos músculos opera com pequenos braços de momento.

Concluí-se que:1 Os músculos, em geral, levam desvantagem quando

relacionados à produção de torque.2 Vantagem em relação a distância e velocidade.

Um músculo pode se encurtar em aproximadamente 50% do seu comprimento.

Deslocamento Linear: Quanto maior for o raio de rotação, maior será a distância linear percorrida por um ponto sobre um corpo que roda.

Velocidade Linear e angular: V=rW

Torque

“ Torque ou momento de força, é a grandeza física associada à possibilidade de rotação, em torno de um eixo(pólo),decorrente

da aplicação de uma força em um corpo.”OKUNO & FRATIN(2003, p.32)

Em outras palavras:Torque é a tendência de uma força em girar um sistema de

alavancas.T=F x D

Se você usa uma barra de 75 cm de comprimento com o ponto de apoionuma extremidade, que força de ação você deve exercer num ponto a 15cm do apoio para levantar uma carga de 8 Kg na outra extremidade?Classifique a alavanca.

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Torque interno e Torque Externo

• Forças operando fora do corpo produzem torque externo.

• O músculo, atuando em sua fixação móvel, produz torque interno:

O torque produzido por um grupo de músculos depende:

• Angulo de inserção muscular em relação ao osso que atua;• Tamanho do BP;

• Relação comprimento - tensão;• Velocidade de encurtamento - tipo de fibras

Relação Comprimento-tensão

“A força contrátil que um músculo é capaz de produzir aumenta com o comprimento do mesmo e é máxima quando o músculo está no

comprimento de repouso.” CAMPOS(2000).

“A maior força total existe quando o músculo está numa posição alongada.” CAMPOS(2000).

2.2 Centro de Gravidade

“Ponto de aplicação de força que representa o peso docorpo.” MIRANDA(2000).

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Exercício CG e Estabilidade

• Tamanho da base de suporte

• Altura vertical do CG

• Projeção do CG na área de suporte

Bibliografia

CAMPOS, M. A. Biomecânica da Musculação. Rio de Janeiro: Sprint, 2000.ENOKA, R. M. Bases neuromecânicas da cinesiologia. São Paulo: Manole,2000.GREENE, D. P. & ROBERTS, S. L. Cinesiologia: estudo dos movimentos nasatividades diárias. Rio de Janeiro: Revinter, 2002.HALL, S. Biomecânica Básica. Rio de Janeiro: Guanabara, 2000.HAMILL, J. & KNUTZEN, K. M. Bases biomecânicas do movimento humano.São Paulo: Manole, 1999.HAY, J. G. Biomecânica das técnicas desportivas. Rio de Janeiro:Interamericana, 1981.KAPANDJI, I. Fisiologia articular. São Paulo: Manole, 1980.

KENDALL, F. & McCREARY, E. Músculos: Provas e Funções. São Paulo:Manole, 1990.McGINNIS, P. Biomecânica do esporte e do exercício. Porto Alegre: Artmed,2002.OKUNO, E. & FRATIN, L. Desvendando a Física do Corpo Humano..São Paulo: Manole, 2003.RASCH, P. J. Cinesiologia e anatomia aplicada. Rio de Janeiro: Guanabara,1991.SMITH, L. & COLBS. Cinesiologia clínica de Brunnstrom. São Paulo: Manole,1997.SOUZA, M. Reabilitação do complexo do ombro. São Paulo: Manole,2001.THOMPSON, C. & FLOYD, R. Manual de cinesiologia estrutural. São Paulo:Manole, 1997.WHITING, W. C. & ZERNICKE, R. F. Biomecânica da lesão Musculoesquelética.Rio de Janeiro: Guanabara, 2001ZATSIORSKY, V. M. Ciência e prática do treinamento de força. SãoPaulo: Manole, 1999.

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Leis de Newton

Lei da Inércia - “O corpo manterá seu estado de movimento permanecendo em repouso ou em movimento retilíneo uniforme a menos que sobre ele atue uma força resultante não nula.” OKUNO &FRATIN (2003, p. 12).

Lei da Aceleração - “ Uma força aplicada a um corpo acarreta uma aceleração desse corpo de magnitude proporcional à força, n a direção da força e inversamente à massa do corpo.”HALL (2000, p.285)

Lei da Ação e Reação - “Para cada ação, existe uma reação igual e oposta.” HALL(2000, p.285)

Conceitos Básicos Relacionados a Cinética

Massa é a quantidade de matéria que compõe um corpo.Inércia tendência de um corpo de resistir a qualquer mudança em seu

estado de movimento.Força impulso ou tração agindo sobre um corpo.Forças externas afetam o corpo e são provenientes do meio externo.Forças Internas são forças geradas dentro do corpoFatores que afetam a produção de força Muscular:

Recrutamento de unidades motoras;Disposição das fibras musculares;

Tipo das Fibras Musculares;Corte transverso;

Relação comprimento- tensão.

Peso quantidade de força gravitacional exercida sobre um corpo.

Pressão força distribuída por determinada área.N/cm2(Pascal)

Impulso quando uma força é aplicada a um corpo, o movimento resultante não depende apenas da magnitude da força aplicada, mas também da duração de sua aplicação. I= F t Unidade: N.s

Composição Vetorial

Processo de determinação de um único vetor, a partir de dois ou mais vetores, através da soma vetorial.

Forças de: a Mesma duração, mesmo sentido e mesmo ponto de aplicação.

Resultante = soma das intensidades das forças componentes

b Forças de mesma direção e sentidos opostos C Forças concorrentes ou angulares com ângulos de 90

Nesse caso a resultante pode ser obtida pelo teorema de Pitágoras“Em todo triângulo retângulo, o quadrado da hipotenusa é igual à soma

dos quadrados dos catetos.”Hipotenusa = resultante

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D Forças concorrentes com ângulos diferentes de 90

• Se o angulo for menor do que 90, R será maior do que as componentes;

• Se o angulo for maior do que 90, R será menor do que as componentes;

Representação de forças

Vetores:

haste - determina a linha de ação da força e seu tamanho

Ponta - determina o sentido

Cauda - especifica o ponto de aplicação da força

Força Resultante - Quando duas ou mais forças agem num corpo, pode-se determinar uma força capaz de produzir o mesmo efeito que todas as forças atuando juntas

Polígono

• Pode ser aplicado a qualquer número de vetores.• A origem do vetor seguinte deve coincidir com a extremidade do

anterior• Vetor resultante, sete cuja origem coincide com a origem do

primeiro vetor transportado e a extremidade coincida com a ponta do último vetor considerado

Polígono

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Paralelogramo

• Transporta-se os vetores, mantendo seus módulos, direções e sentidos, com as suas origens coincidindo.

• Traça-se, partindo da extremidade de cada vetor, segmentos de reta paralelos ao outro vetor, formando um paralelogramo.

• Vetor resultante é a seta cuja cauda coincide com a origem dos vetores e cuja ponta coincide com o cruzamento dos segmentos paralelos traçados.

Paralelogramo