Biomecanica 1 - Atrindade

Prévia do material em texto

1
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 velocidade
constante.
Dinâmica: objetos em movimento acelerado.
2
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
3
2 Cinética
2.1Sistema de Alavancas e Torque
2.1.2 Classificação
• Alavanca Interfixa
• Alavanca Inter-resistente
• Alavanca Interpotente
Exemplos
SISTEMA DE ALAVANCAS BIOLÓGICAS
Barra rígida
Apoio
Forças
4
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 apoio
numa extremidade, que força de ação você deve exercer num ponto a 15
cm do apoio para levantar uma carga de 8 Kg na outra extremidade?
Classifique a alavanca.
5
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 do
corpo.” MIRANDA(2000).
6
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 nas
atividades 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, 2001
ZATSIORSKY, V. M. Ciência e prática do treinamento de força. São
Paulo: Manole, 1999.
7
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 corpo
Fatores 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
8
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 tamanhoPonta - 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
9
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