BIOMECANICA BaSICA

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Prof. Rosane Paula Nierotka 
Ed. Física- 2º período 
BIOMECÂNICA BÁSICA 
 
Lei da Inércia 
A primeira Lei do movimento de Newton afirma que um objeto 
em repouso tende a permanecer em repouso e um que está em 
movimento tende a permanecer em movimento, a menos que 
seja compelido a mudar de estado por forças impostas sobre ele. 
Lei da Aceleração 
A segunda Lei do movimento de Newton é LEI DA ACELERAÇÃO: a 
quantidade de aceleração depende da intensidade da força 
aplicada a um objeto. A segunda parte desta lei fala sobre a 
MASSA, que é a quantidade da matéria num objeto. A aceleração é 
inversamente proporcional a massa. 
Lei da ação e reação 
A terceira Lei do movimento de Newton é a LEI DA AÇÃO E 
REAÇÃO: afirma que para cada ação há uma reação igual e oposta. 
 
 
 
As forças podem ser: 
 internas, tais como a contração muscular, contenção 
ligamentosa ou suporte ósseo, ou 
externas, que podem ser a gravidade ou qualquer 
resistência aplicada externamente, como por exemplo 
peso, atrito e assim por diante. 
Para criar uma força, um objeto 
precisa atuar sobre o outro. A 
força pode ser um empuxo, que 
cria compressão, ou uma tração, 
que cria uma tensão. O 
movimento ocorre se um lado 
empurra ou puxa mais forte que 
o outro. Existem duas 
quantidades que descrevem 
forças: ESCALAR E VETORIAL. 
Esta quantidade 
descreve apenas a 
magnitude, os mais 
comuns são o 
comprimento, a área, 
volume e peso. 
Esta quantidade descreve 
tanto magnitude quanto 
direção. Uma pessoa 
puxando uma carga pesada 
com uma corda é um 
exemplo de um vetor. A 
tensão na corda representa 
a magnitude do vetor e a 
direção da corda representa 
a direção do vetor. 
AS FORÇAS PODEM SER DESCRITAS PELO EFEITO QUE 
PRODUZEM 
 
 
FORÇA LINEAR resulta quando duas ou mais forças 
estão não longe da mesma linha ou plano. 
AS FORÇAS PODEM SER DESCRITAS PELO EFEITO QUE 
PRODUZEM 
 
FORÇAS PARALELAS ocorrem no mesmo plano e direção 
com uma força contrária no meio, mas na direção posta. 
EX: Gangorra. As forças são as duas crianças e a força 
contrária é a barra de apoio no meio. 
AS FORÇAS PODEM SER DESCRITAS PELO EFEITO QUE 
PRODUZEM 
 
FORÇAS CONCORRENTES ocorrem quando duas ou mais 
forças atuam a partir de um ponto comum, mas puxam 
em direções contrárias (divergentes). O efeito líquido 
destas duas forças convergentes é chamado FORÇA 
RESULTANTE 
O torque também é conhecido como MOMENTO DE 
FORÇA, é a capacidade da força produzir rotação em um 
eixo, pode ser considerada como força de rotação. 
 
A quantidade de torque que uma alavanca possui 
depende da quantidade de força exercida e de sua 
distância até o eixo. 
Ex: O uso da chave inglesa demonstra o torque. A força 
de torção (torque) exercida pela chave pode ser 
aumentada (1) aumentando-se a força aplicada ao cabo 
ou (2) aumentando-se o comprimento do cabo. 
 
Ex: Uma criança na gangorra de 22,5 Kg pode se 
equilibrar com uma de 45 Kg, se a distância do braço da 
alavanca para a primeira seja o dobro da distância da 
segunda. 
 
 
O torque sobre qualquer ponto (eixo) é igual ao produto 
da magnitude da força e sua distância perpendicular a 
partir do ponto de aplicação da força até o eixo. A 
distância perpendicular é chamada braço do momento 
ou braço do torque. 
Consequentemente, o braço do momento de um 
músculo é a distância perpendicular entre a linha de 
ação do músculo (ponto de fixação) e o centro da 
articulação. 
O torque é maior quando o ângulo de tração é de 90 
graus e diminui quando o ângulo de tração aumenta ou 
diminui, a partir da posição perpendicular. 
Se o músculo bíceps braquial se contraísse com o 
cotovelo estendido (isométrica) pouco torque seria 
produzido. A distância perpendicular entre o eixo da 
articulação e o ângulo de tração é pequeno. 
Consequentemente a força gerada pelo músculo seria 
uma força estabilizante, porque quase toda a força 
gerada pelo músculo é direcionada de volta a articulação, 
puxando ao mesmo tempo os dois ossos. 
Quando o ângulo de tração é de 90 graus , a distância 
perpendicular entre o eixo da articulação e o ângulo de tração é 
bem maior, consequentemente a força gerada pelo músculo seria 
uma força angular, porque a força gerada pelo músculo é 
direcionada para o movimento da articulação. 
 
Em resumo: 
• quanto maior o braço de momento, maior a força angular; 
• à medida que um músculo se contrai através de sua AM, se sua 
força angular aumenta, sua força estabilizante diminui, e vice-
versa. 
Quando um objeto está equilibrado, todas as forças que atuam 
sobre eles são iguais e ele está em um estado de equilíbrio. A 
segurança ou precariedade deste estado depende principalmente 
da relação entre o centro da gravidade do objeto e a base de 
sustentação. 
• Gravidade é a atração mútua entre a terra e um objeto. 
• Força da gravidade é sempre direcionada verticalmente para 
baixo em direção ao centro da terra. 
• O centro da gravidade é ponto de equilíbrio de um objeto no 
qual o peso em todos os lados é igual. 
• Base de apoio é ponto de equilíbrio de um objeto no qual o peso 
em todos os lados é igual. 
•Linha da Gravidade é uma linha vertical imaginária que passa 
através do CG em direção ao centro da terra. 
 No corpo humano o centro de gravidade está localizado na linha 
mediana quase no nível da segunda vértebra sacral. Como as 
proporções mudam com a idade, sabe-se que na criança o CG é mais 
alto que no adulto. E, na questão de gênero, o homem possui 
(geralmente) o CG mais alto. 
Equilíbrio estável: ocorre quando um objeto está em uma posição 
que para movê-lo seria necessário elevar seu CG 
 Equilíbrio instável: ocorre quando apenas uma força leve é 
necessária para mover o objeto. Ex. balançar um lápis pela 
extremidade. 
Equilíbrio neutro: ocorre quando o CG de um objeto não é elevado 
nem abaixado quando é movido. Ex. rolar de uma bola. 
Quanto mais baixo o CG, mais estável o objeto. 
Quanto maior a base de sustentação, mais estável o objeto 
A estabilidade aumenta na medida que a BA é aumentada na 
direção da força. 
Quanto maior a massa de um objeto maior a estabilidade (o que se 
ganha em estabilidade se perde em velocidade). 
Quanto maior o atrito entre a face de sustentação e a BA, mais 
estável o corpo será. 
As pessoas tem um equilíbrio melhor enquanto se movimentam se 
estiverem focalizadas em um objeto estacionário em vez de olhar 
um objeto móvel. 
As máquinas simples que vamos conhecer são: 
Alavanca, polia, roda e eixo e plano inclinado 
 
A alavanca, a roda e o eixo e, o plano inclinado permitem que uma 
pessoa exerça uma força maior do que poderia ser exercida usando 
apenas a força muscular. 
 
A polia permite que a força seja aplicada mais eficientemente. 
No corpo humano a força (F) que movimenta a alavanca geralmente é 
muscular. A resistência (R) a ser superada para que o movimento 
ocorra, pode incluir o peso de uma parte que vai ser movimentada, a 
gravidade ou o peso externo. 
O braço de força (BF) é a distância entre a força e o fulcro. 
O braço de resistência (BR) é a distância entre a resistência e o fulcro. 
 
Uma alavanca é uma barra rígida que pode girar sobre um ponto fixo 
quando uma força é aplicada para superar a resistência. O fulcro é o 
local onde a alavanca vai para frente e para trás. Você pode chamá-lo 
de pivô. Quando está no meio da alavanca, a quantidade de esforço 
(força) que você empurra para baixo é exatamente igual à quantidade 
de carga que você pode levantar com a outra extremidade. 
ALAVANCA 
ESFORÇO CARGA 
FULCRO 
Em uma alavanca de primeira classe, o fulcro está localizado entre a 
forçae a resistência. A gangorra é um exemplo desta alavanca 
Uma alavanca de segunda classe possui o fulcro em uma 
extremidade, a resistência no meio e a força na outra extremidade. O 
carrinho de mão e o abridor de garrafas são exemplos desta alavanca. 
Neste caso, o fulcro está em uma extremidade, com a força no meio e 
a resistência na outra extremidade. Ex. vara de pescar.. 
Uma polia consiste em uma roda sulcada que gira em um eixo com 
uma corda ou cabo correndo no sulco. 
Seu propósito é mudar a direção de uma força ou aumentar ou 
diminuir a magnitude de uma força 
Uma polia fixa é uma roldana simples fixada a um suporte. Ela atua 
como uma alavanca de primeira classe com F (fulcro) de um lado da 
polia e R no outro. 
É usada apenas para mudar a direção. No corpo o maléolo lateral da 
fíbula atua como polia para o tendão do músculo fibular longo e 
muda sua direção de tração. 
Possui uma extremidade de corda presa a um suporte, corre através 
da roldana até a outra extremidade onde a força é aplicada. A carga 
(resistência é suspensa a partir da polia móvel. 
 Uma polia móvel simples atua como uma alavanca de segunda classe 
e aumenta a força de uma das alavancas. 
A roda e o eixo consistem em uma roda ou manivela presa a um eixo 
e girando junto com ele. É tipicamente usada para aumentar a força 
exercida. Girar ao redor de um raio maior requer menos força, e em 
redor de um raio menor requer mais força. Um exemplo de roda e 
eixo é a cruzeta da torneira. A cruzeta é a roda e a base é o eixo. 
A vantagem mecânica da roda é essencialmente o mesmo da 
alavanca. A VM da rode e eixo é calculada dividindo-se o raio da roda 
pelo raio do eixo. 
 
 
 
Quanto maior a VM, mais fácil de girar, mas mais voltas são 
necessárias. EX. rotação ou circundução passiva de ombro. O ombro 
serve de eixo e o antebraço como roda. 
VM= r da roda/ r do eixo 
Um plano inclinado é uma superfície plana inclinada. Troca a 
distância maior por menos esforço. Ex. a cadeira de rodas 
depende desta máquina simples. 
 
Quanto maior for o comprimento da rampa de uma cadeira 
de rodas, maior a distância a ser percorrida, porém menor é 
o esforço necessário para impulsionar a cadeira rampa acima.