Aula biomecânica parte 1

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Prof. Dr. Rodrigo Passos
2023
BIOMECÂNICA DO ESPORTE
rpassosneves
Ementa:
Parâmetros inerciais do movimento humano.
Biomecânica da locomoção.
Análise Cinemática do Gesto Esportivo.
Biomecânica do salto e lançamentos.
Prevenção da lesão musculoesquelética.
OBJETIVOS:
Proporcionar, na formação acadêmica geral do aluno, uma condição de
embasamento, nos diferentes esportes coletivos, para o exercício profissional,
direcionado ao processo ensino aprendizagem, quer no aspecto escolar ou na
sua aplicação em escola, equipes iniciantes e de alto rendimento.
Temas de aprendizagem:
1. BIOMECÂNICA DAS CORRIDAS
1.1 VARIÁVEIS CINEMÁTICAS E CINÉTICAS QUE AFETAM A CONDIÇÃO DINÂMICA NA
MARCHA E NA CORRIDA.
1.2 A FORÇA DE REAÇÃO DO SOLO E OS TORQUES ARTICULARES DOS MEMBROS INFERIORES
DURANTE A MARCHA E A CORRIDA.
1.3 VARIÁVEIS CINÉTICAS RELACIONADAS À PROPULSÃO, À ESTABILIZAÇÃO E À RESISTÊNCIA
DO CORPO EM DESLOCAMENTO DURANTE A CORRIDA.
Temas de aprendizagem:
2. BIOMECÂNICA DOS SALTOS
3. BIOMECÂNICA DOS ARREMESSOS E LANÇAMENTOS
4. PREVENÇÃO DA LESÃO MUSCULOESQUELÉTICA
4.1 MECANISMO DE LESÃO MUSCULOESQUELÉTICA
4.2 CARGAS NO SISTEMA MUSCULOESQUELÉTICO
BIBLIOGRAFIA:
AVALIAÇÃO:
Avaliando aprendizado 1 – começa no dia 25/09/23 e vai até o dia 30/09/23 
Prova AV – começa no dia 06/11/23 e vai até o dia 11/11/23
Nova chance da AV – começa no dia 16/11/23 e vai até o dia 22/11/23
Avaliando aprendizado 2 – começa no dia 02/10/23 e vai até o dia 05/11/23 
Definição: Aplicação dos princípios
mecânicos no estudo dos 
organismos vivos.
Portanto, após essa disciplina você terá um porto 
de partida para a solução das seguintes questões.
Por que alguns lançadores de peso antes de lançarem o aparato fazem uma rotação de
tronco ?
Por que alguns indivíduos idosos tendem a cair?
Por que a depender do tamanho da trava dos sapatos de atletismo pode ser considerado
doping?
Por que correr com o tronco em posição anatômica e não levemente inclinado à frente pode
diminuir a performance nas provas de endurance? Mas, que para as provas de velocidade
não é um fator determinante.
O que permite a alguns indivíduos executar movimentos complexos com tanta facilidade
enquanto outros parecem ter dificuldade com movimentos relativamente simples?
Quais problemas são estudados pela 
biomecânica?
Zoologistas examinaram os padrões de locomoção de
dezenas de animais caminhando, correndo, trotando e
galopando em velocidades controladas em uma esteira
ergométrica, a fim de determinar por que os animais
escolhem comprimento de passo e ritmo de passadas
particulares em uma determinada velocidade. Eles
concluíram que, na verdade, a corrida consome menos
energia do que a marcha em pequenos animais até o
tamanho de cães, mas, para animais maiores, como
cavalos, a corrida é mais extenuante.
Tem-se observado que corredores iniciantes desenvolvem
uma cinemática de corrida mais econômica após algumas
semanas, quando o corpo passa a se acostumar aos exercícios.
Clássico da literatura
A alteração observada na extensão do joelho
e do tornozelo na flexão plantar na ponta do
pé significa que uma perna menos estendida
é gerada.
Dado que a extensão dos membros inferiores
ajuda a impulsionar o corpo verticalmente
para cima, facilitando a liberação do chão da
perna de apoio durante sua fase de balanço,
alguma extensão é necessária.
No entanto, é possível que a perna esteja em
uma posição melhor para a fase de balanço,
quando menos estendida, significa que
menos energia é gasta na flexão da perna
durante o balanço.
Idoso ao correr pode cair, por quê?
A idade está associada a uma diminuição da capacidade de equilíbrio, e idosos pendulam e
caem com maior frequência do que adultos jovens, embora os motivos destas alterações ainda
não sejam bem compreendidos.
Portanto, estudar a biomecânica do movimento em idosos é imprescindível para evitar essas lesões...
Treinamento específico em tarefas reduz o risco de queda relacionado a tropeços
em mulheres
A intervenção demonstrou que a chave para a prevenção de quedas pode ser a
capacidade de limitar o movimento do tronco.
Se a criança 
treinar 
musculação vai 
atrapalhar o 
crescimento?
Por que estudar biomecânica? O analista do movimento humano deve
ser capaz de responder aos seguintes tipos de questões relacionadas
com a biomecânica:
Por que a natação não é o melhor exercício para pessoas com osteoporose?
Qual é o princípio biomecânico por trás das máquinas de exercício com resistência variável?
Qual é o modo mais seguro de levantar um objeto pesado?
É possível julgar quais movimentos são mais ou menos econômicos a partir de uma observação 
visual?
Em qual ângulo uma bola deve ser arremessada para que atinja uma distância máxima?
Por que alguns indivíduos são incapazes de flutuar?
Vocês lembram qual é a posição anatômica?
As ações
articulares
ocorrem em torno
de um eixo
horizontal ou
transversal e
incluem
os movimentos de
flexão e extensão.
Flexão: movimento no plano sagital, em
que dois segmentos do corpo (proximal
e distal) aproximam-se um do outro.
Extensão: movimento no plano sagital,
em que dois segmentos do corpo
(proximal e distal) afastam-se um do
outro. Quando esse movimento
ultrapassa a posição anatômica é
chamada de Hiperextensão.
As ações
articulares
ocorrem em torno
de um eixo
anteroposterior
(AP) e incluem a
abdução e a
adução.
As ações
articulares
ocorrem em torno
de um eixo
longitudinal ou
vertical e incluem
a rotação medial
– lateral e
pronação –
supinação.
Biomecânica da locomoção
60% do ciclo da marcha normal
Duplo apoio
A marcha do indivíduo com paralisia cerebral se
caracteriza pela excessiva flexão do joelho durante
a fase de apoio.
Este problema é tratado com o alongamento cirúrgico dos
tendões da musculatura isquiotibial para melhorar a
extensão do joelho durante o apoio.
Entretanto, em alguns pacientes o procedimento também
diminui a flexão do joelho durante a fase do balanço da
marcha, resultando em um caminhar que arrasta o pé.
Depois que as pesquisas demonstraram que os pacientes
com este problema exibiam co-contração do reto femoral e
da musculatura isquiotibial durante a fase do balanço, os
ortopedistas começaram a tratar o problema fixando
cirurgicamente o reto femoral à inserção do sartório.
M. sartório
 Origem - Espinha ilíaca ântero-
superior
 Inserção - Tuberosidade da tíbia 
(face medial)
Função - Articulação do quadril: 
flexão, rotação lateral, abdução
Articulação do joelho: flexão, 
rotação medial
Inervação - N. femoral
M. Quadríceps da coxa
 Origem - M. reto da coxa, cabeça reta: 
espinha ilíaca ântero-inferior
 M.reto da coxa, cabeça reflexa: margem 
superior do acetábulo
 M. vasto medial: lábio medial da linha 
áspera (dois terços inferiores)
 M. vasto lateral: Trocanter maior 
(circunferência distal), lábio lateral da linha 
áspera
 M. vasto intermédio; face anterior do 
fêmur (dois terços superiores)
 M. articular do joelho: Face anterior do 
fêmur (quarto distal)
 Inserção - Patela (margem proximal e 
margem lateral), tuberosidade da tíbia 
(sobre o ligg. da patela), extremidade 
proximal da tíbia (região lateral da 
tuberosidade da tíbia sobre os retináculos 
da patela)
Função - Articulação do quadril (só o M. reto 
da coxa): Flexão
Articulação do joelho; Extensão 
Inervação - N. femoral
E o que acontece com os membros superiores 
e o esqueleto axial durante a marcha?
• O tronco tende a se manter basicamente na posição ereta durante a
marcha normal, mas, à medida em que a velocidade aumenta, há
uma tendência de inclinação para frente do tronco.
Velocidade (V) = Comprimento da passada (CP) x Frequência da
passada (FP)
O CP e a FP aumentam linearmente com a velocidade por uma variação
da velocidade nas corridas de distância.
O tempo do ciclo da passada diminui com aumento na frequência da passada.
O tempode apoio para as velocidades mais altas são menores e para as velocidades mais baixas são maiores.
A fase de oscilação para velocidades mais altas são menores e para velocidades mais baixas são maiores.
As regiões do retropé versus mediopé e antepé, na fase de choque, não encontram diferenças significativas no
comprimento ou na frequência da passada, com base no toque do pé no solo para qualquer velocidade.
Alguns cuidados especiais...
Relação dos macro e micro traumas com cargas agudas e crônicas de 
exercícios.
A lesão também pode resultar da
aplicação repetida de forças
relativamente pequenas. Por exemplo,
cada vez que um pé toca o chão
durante uma corrida, uma força de
aproximadamente duas a três vezes o
peso corporal é aplicada
Por exemplo, corredores que aumentam a quilometragem da
corrida muito abruptamente podem experimentar
inflamação da bolsa entre o tendão do calcâneo e o calcâneo.
A dor e possivelmente algum edema são sintomas da bursite.
Em corredores recreacionais, por exemplo, a pesquisa demonstra que os fatores
de risco mais sérios para lesões de uso excessivo são erros de treinamento, como
aumento súbito da distância ou intensidade da corrida, quilometragem excessiva
acumulada e corrida em superfícies inadequadas.
Distância percorrida ou número de treinos na semana. Qual é o melhor para 
a performance na corrida?
Os autores sugerem que o volume mensal de treinamento é o
fator mais importante na previsão do tempo de maratona.
A frequência semanal de treinamento é significativa somente
quando a distância percorrida por treino excede um
determinado nível >21 km/h.
Esportes sem impacto, como a natação e o ciclismo, não promovem 
melhorias na composição e na geometria dos ossos.
Em geral, a evidência científica sugere que a atividade física que
envolve forças de impacto seja necessária para manter ou
aumentar a massa óssea.
Esse grupo de pesquisa demonstrou que correr descalço ou com
calçado minimalista (simples) é mais econômico do que correr com
tênis de corrida, possivelmente graças ao armazenamento e ao retorno
de energia elástica nos pés.
FFS: golpe de
antepé
RFS: golpe 
de retropé
Dois picos (Primeiro pico com característica de sobrecarga e o Segundo pico com
características de propulsão) e há ainda uma deflexão entre os dois picos existentes.
Na corrida o pico passivo (indicador de sobrecarga) possui valores entre 1,57PC (3 m/s) a
4,6PC (sprint). Em uma corria moderada de velocidade mediana temos de 2,3 a 2,5PC (5 m/s).
Calculem a velocidade em km/h...
2º Pico
• É chamado de pico ativo e corresponde à atividade muscular durante 
o apoio. Para o 2° pico de força vertical, todas as variáveis citadas no 
1° pico também atuam de forma combinada, com exceção da 
velocidade da corrida.
• Com relação à componente vertical devemos considerar, ainda, 
outros fatores, como: tipo de tênis; velocidade da corrida; superfície 
da corrida; especificidade da prova (velocidade, meio-fundo e fundo).
Ações musculares na corrida.
Conforme a velocidade da corrida aumenta de 3,5 m/s (12,6 km/h)
para 9,0 m/s (32,4 km/h), os músculos extensores do quadril e os
flexores do joelho durante o balanço terminal passam a ser os
principais responsáveis pelo aumento dos torques articulares no
membro inferior.
Foi demonstrado que o uso de calçados de corrida aumenta os
torques articulares no quadril, joelho e tornozelo em comparação
com a corrida descalça.
Na corrida de velocidade, é desejada a aceleração angular
máxima dos membros inferiores e uma consideravelmente
maior flexão do joelho está mais presente durante a fase de
balanço do que durante a corrida em velocidades menores.
Isso reduz drasticamente o momento de inércia do membro
em relação ao quadril, reduzindo assim a resistência à flexão
do quadril.
Os corredores que apresentam morfologia do membro inferior
com distribuição de massa mais próxima ao quadril, com coxas
mais maciças e pernas mais finas do que os outros, têm menor
momento de inércia da perna em relação ao quadril. Essa é uma
característica antropométrica vantajosa para os velocistas.
Pelo que vimos a corrida acaba por se tornar uma atividade de baixo
impacto, tendo o aparelho locomotor total capacidade de sobreviver
sem acometimento de qualquer estrutura. Mas uma pergunta que fica
é, por que tantos corredores apresentam lesões das mais diversas?
• Um salto pode gerar um impacto 
até 14 x o peso...
• 31kg = 434kgf
Panzer VP, Wood GA, Bates BT, Mason BR. In: de Groot, 
G. et al, eds. Biomechanics XI-B. Amsterdam: Free
University Press; 1988:727-735.
• F=200kg . 9,8m/s . (cos 45)
• F= 1.385 Newtons
• F= 138,5 kg