Introdução à Biomecânica: Conceitos e Princípios

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UNIDADE 1:: Introdução ao estudo da 
Biomecânica 
 • 1.1. Evolução histórica 
• 1.2. Conceitos sobre biomecânica 
• 1.3. Áreas de atuação: Biomecânica interna e externa 
• 1.4. Áreas de estudos: Antropometria, Cinemetria, 
Dinamometria e Eletromiografia (definições) 
 
UNIDADE 2: Princípios da mecânica 
aplicados ao movimento: 
 • 2.1. Conceitos cinemáticos para a análise do 
movimento humano 
• a) Formas de movimento: translação (linear), 
rotação (angular) e movimentos combinados 
• - Distância e deslocamento linear e angular 
• - Rapidez e velocidade linear e angular 
• - Aceleração linear e angular 
 
• b) Ação das articulações relacionadas com planos e 
eixos 
• c) Cadeias de movimento: cadeia cinemática aberta 
e cadeia cinemática fechada 
• 2.2. Conceitos cinéticos para análise do movimento 
humano 
• a) Conceitos básicos relacionados à cinética 
• - Massa, Peso, Força, Volume, Densidade, Impulso, 
Atrito, Potência, Energia, Leis de Newton (lei da 
inércia, aceleração, ação e reação). 
 
• c) Formas de movimento ativo e passivo. 
• d) Centro de Gravidade, estabilidade e movimento 
humano 
• - Determinação do CG 
• - Fatores que afetam a estabilidade 
• e) Sistemas de alavancas 
• - Constituintes de um sistema de alavancas e suas 
disposições para o movimento (braço de alavanca, 
articulação (eixo), força, resistência) 
 
• - Apresentar a classificação da literatura 
• f) Interpretação de Torque e Momento de Força 
• g) Vantagens e desvantagens mecânicas no 
movimento 
• h) Mecânica dos materiais biológicos (ossos, 
cartilagens, tendões, ligamentos, músculos): Forças 
de compressão, tração, cisalhamento, flexão 
(curvamento), torção, forças combinadas. 
• i) Deformações elásticas e plásticas 
 
UNIDADE 3: Sistema neuromuscular 
aplicado ao movimento 
 • 3.1. Organização estrutural do músculo esquelético 
• - Estrutura das Fibras musculares 
• - Unidade motora e recrutamento 
• - Tipos de fibras musculares relacionadas com o 
comportamento mecânico 
• Fibra de contração lenta; Fibra de contração rápida 
• - Arquitetura da fibra muscular (Fibra muscular 
paralela e oblíqua) 
 
• 3.2. Unidade músculo-tendinea 
• - Componente contrátil ou ativo 
• - Componente elástico ou passivo 
• - Inserção muscular (Tendão/aponeurose/osso) 
• - Características mecânicas do tendão 
• 3.3. Propriedades comportamentais da unidade 
musculotendinosa 
• - Irritabilidade, Contratibilidade, Extensibilidade, 
Elasticidade 
 
• 3.4. Abordagem mecânica das ações musculares 
• - Ação isométrica, Ação concêntrica, ação excêntrica 
• - Ação isotônica X ação isocinética X ação isoinercial 
• 3.5. Funções do músculo 
• - Agonista, Antagonista, Estabilizador, Neutralizador, 
Função Sinergista, 
• - Músculos biarticulares e poliarticulares 
 
• 3.6. Fatores mecânicos que afetam a força muscular 
• - Área de seção transversal fisiológica 
• - Ângulo de inserção do músculo 
• - Relação comprimento-tensão 
• - Relação força-velocidade 
• - Relação tempo-tensão 
• - Pré-estiramento (ciclo excêntrico-concêntrico) 
• - Efeitos da fadiga 
• Insuficiências: Ativa e Passiva 
 
UNIDADE 4: Sistema ósseo aplicado ao 
movimento 
 • 4.1. Composição e estrutura do tecido ósseo 
• - Componentes materiais 
• - Organização estrutural 
• - Morfologia óssea relacionada com o movimento 
• 4.4. Crescimento e desenvolvimento ósseo 
• - Ossificação dos ossos longos 
• - Crescimento longitudinal dos ossos longos 
• - Crescimento circunferencial dos ossos 
 
• 4.5. Resposta óssea ao estresse 
• - Modelagem e remodelagem óssea 
• - Hipertrofia óssea 
• - Atrofia óssea ou hipotrofia óssea 
• 4.6. Mudanças degenerativas nos ossos associadas 
ao envelhecimento. 
• 4.7. Interpretação das fraturas a partir da carga 
mecânica aplicada. 
 
UNIDADE 5: Sistema articular aplicado ao 
movimento 
 • 5.1. Arquitetura articular: classificação das 
articulações relacionadas ao estudo do movimento: 
Sinovial (diartrodial); Fibrosas (sinartrodial); 
Cartilaginosas (anfiartrodial). 
• 5.2. Comportamento mecânico dos componentes 
articulares: cartilagem articular e ligamentos 
• 5.3. Flexibilidade e estabilidade das articulações 
sinoviais 
• 5.4. Degeneração das articulações sinoviais 
 
UNIDADE 6: ANÁLISE DOS MOVIMENTOS 
ARTICULARES DA COLUNA VERTEBRAL E DOS 
SEGMENTOS SUPERIORES E INFERIORES 
 
• - Movimento nos planos e eixos básicos e oblíquos; 
• - Sistema de alavancas (alavanca, eixo, força e 
resistência); 
• - Ação muscular durante a postura ou movimento; 
• - Determinação dos torques de força e resistência; 
torques articulares resultantes. 
 
 
1.1 - Evolução Histórica 
 
• Cinesiologia = “kinein” (mover) + “logos” (estudar). 
• “A ciência dos movimentos dos corpos” 
• Há uma combinação entre o movimento (mecânica) 
+ estrutura (anatomia) + função do corpo (fisiologia). 
 
1.1 - Evolução Histórica 
 • -384-322 a.c. – Aristóteles - pai da cinesiologia – 
conhecimento sobre centro de gravidade; leis de 
movimento e de alavanca. 
• -1452-1519 – leonardo da vinci – 1º a registrar dados 
científicos da marcha humana. 
• Posteriormente tivemos galileu galilei, afonso borelli, 
etc...; a cinesiologia não parou mais de evoluir. 
 
1.2 – Biomecânica – O conceito 
 • Mecânica dos seres vivos – relacionada com 
movimentos, forças e dinâmica do corpo humano, e 
dos seus segmentos. 
• Comportamento do segmento corporal no espaço 
(movimento em torno de uma articulação 
(diartrose)) e maior atenção ao aproveitamento da 
energia por parte do músculo (contração muscular). 
 
1.4 - Áreas de Estudos da 
Biomecânica 
 
 
Antropometria 
 • Medidas inerciais do corpo do corpo humano. Utiliza 
trena, balança, paquímetros digitais e até sistemas 
de digitação a laser no registro dos parâmetros 
antropométricos. Permite criar um modelo 
biomecânico a partir do modelo antropométrico 
gerado em função das medidas coletadas. 
 
• Medidas necessárias para a normalização dos dados, 
para a personalização dos modelos físico-
matemáticos e para os métodos de simulação. 
 
 
 
Cinemetria 
 • Sistemas orientados para as medições dos movimentos 
e posturas dos gestos humanos, através de imagens, 
registro de trajetórias, decurso de tempo, 
determinação de curvas de velocidade e de aceleração, 
etc... . 
• São usados normalmente sistemas de videografia, com 
uma ou mais câmeras, de alta freqüência, para 
reconstrução bi e tridimensional do movimento. 
• Reconstruções com auxilio de pontos marcados no 
corpo humano (conforme modelo antropométrico). 
 
Dinamometria 
• Sistemas orientados para a obtenção das forças que 
irão influenciar no movimento (forças internas e 
externas). 
• Os principais sistemas usados são: a) avaliação das 
forças de reação do solo (FRS) – plataformas de 
forças, células de cargas, atenuadores e transdutores 
de carga; b) avaliação da distribuição da pressão 
plantar; c) dinamometria computadorizada – 
sistemas isocinéticos. 
 
Eletromiografia 
 
• São medidas as diferenças de potenciais elétricos, na 
tentativa de avaliar as ações musculares, tentando 
verificar os níveis de participação de cada músculo 
ou parte deste. 
• Determinação dos padrões de recrutamento para 
grupos musculares selecionados; Resposta em 
situação de fadiga induzida pelo treinamento. 
 
Eletromiografia 
 
• Sistema de coleta de sinais elétricos, através de 
eletrodos do tipo agulha, fio ou de superfície. 
• Fornecem indicadores para habilidades atléticas, 
comprometimento motor, níveis de contração 
muscular, período de atividade muscular e sinergias 
envolvidas
em um movimento. 
 
2.1 - Conceitos cinemáticos para a 
análise do movimento humano 
 
Cinética (Dinamometria) 
Cinemática 
2.1.1 - Formas de movimento 
 
• Translação ou movimento linear; 
 
• Rotação ou movimento angular; 
 
• Movimentos combinados ou generalizados. 
Translação ou movimento linear 
• Se realiza quando todas as partes do corpo 
percorrem exatamente a mesma distância na mesma 
direção e ao mesmo tempo (Caminhada). 
 
Rotação ou movimento angular 
• Se realiza quando um corpo se move ao longo de um 
ponto circular sobre alguma linha no espaço; deste 
modo, todas as partes do corpo se deslocam através 
do mesmo ângulo, na mesma direção e ao mesmo 
tempo. Há necessidade de um eixo de rotação 
(Articulações). 
 
2.1.2 - Relação entre Movimento 
Linear e Angular 
 
• Distância linear: medida ao longo da trajetória de 
movimento. Não considera o sentido da trajetória, 
somente o comprimento da mesma. 
• Deslocamento linear: medido em uma linha reta da 
posição inicial para posição final. Considera o sentido 
e o comprimento da trajetória. 
 
• Distância angular: é a soma de todas as alterações 
angulares sofridas por um corpo que roda. Não 
considera o sentido da trajetória, somente o 
comprimento da mesma. 
• Deslocamento angular: determinado como a 
diferença entre as posições inicial e final do corpo 
em movimento. Considera o sentido e o 
comprimento da trajetória. 
 
Rapidez e Velocidade Linear e Angular 
 
• Rapidez linear: distância percorrida dividida pelo 
tempo gasto para percorrê-la. 
• Rapidez angular: distância angular percorrida 
dividida pelo intervalo de tempo durante o qual o 
movimento ocorreu. 
 
 
• Velocidade linear: mudança na posição ou o 
deslocamento que ocorre durante um determinado 
período de tempo. 
• Velocidade angular: mudança na posição angular ou 
o deslocamento angular que ocorre durante um 
determinado período de tempo. 
 
MRU 
• Velocidade: Grandeza Vetorial 
• Módulo: Número, valor; 
• Direção: Horizontal / Vertical; 
• Sentido: Direita / Esquerda 
 
Distâncias iguais em tempos iguais 
Aceleração Nula 
Velocidade Constante 
MRUV 
Varia a distância em tempos iguais 
Há variação de velocidade 
Aceleração Constante 
2.1.5 - Cadeias de Movimento 
 
• Conjunto de segmentos (ossos) unidos por 
articulações, tendo como base o posicionamento do 
segmento distal. 
• Cadeia Aberta: a) segmento distal ou último 
segmento esta livre no espaço. b) A origem é fixa e a 
contração muscular produz movimento na inserção. 
 
• Cadeia Fechada: o segmento distal ou último 
segmento está fixo ou encontra resistência que 
impeça sua livre movimentação. 
• Cadeia Mista: No momento da análise são 
identificadas as cadeias abertas e fechadas ao longo 
do movimento. 
 
Cadeia Cinemática Aberta e Cadeia 
Cinemática Fechada 
• Em cadeias abertas, os músculos se contraem para 
movimentar segmentos com extremidades distais 
que se movimentam livres no espaço. 
• Os mesmos músculos contraem-se, através das 
mesmas articulações, para produzirem movimentos 
de cadeia fechada, quando as extremidades distais 
estão estáticas. 
Cadeia Cinética Fechada 
CCA 
 
 
Cadeia Cinética Mista 
 
Princípios de Mecânica - Definições 
• Massa; 
• Força; 
• Trabalho; 
• Volume; 
• Densidade e; 
• Potência. 
Princípios de Mecânica - Definições 
• Massa: a quantidade de matéria contida em um 
objeto ou corpo, o número total de partículas 
subatômicas (elétrons, prótons e nêutrons) de um 
objeto. 
 
 
• Força: É a quantidade de força que a Terra exerce 
sobre você. Há dois pontos interessantes sobre essa 
força: ela o puxa para baixo, ou, mais precisamente, 
em direção ao centro da Terra; Quando você sobe 
em uma balança, você exerce força sobre ela. 
 
Princípios de Mecânica - Definições 
• Trabalho: é aplicação de uma força por 
uma distância. 
• Volume: o volume de um corpo é a quantidade de 
espaço ocupada por esse corpo. 
• Densidade: se define pelo quanto de massa existe 
dentro de um determinado volume. 
• Potência: é a medida de quão rápido um trabalho é 
executado. 
Princípios de Mecânica - Definições 
2.1.6 - Centro de Gravidade: 
Estabilidade e Movimento Humano. 
 
• Ponto ao redor do qual o peso de um corpo está 
equilibrado igualmente em todas às direções. 
• A síntese da quantidade de massa que constitui um 
corpo em único ponto, sofrendo a ação da gravidade 
é chamada - Centro de Gravidade (CG). 
 
• A ação da gravidade concorre diretamente para que 
se verifique a estabilidade do movimento realizado. 
• A projeção do centro de gravidade dentro da base de 
sustentação aumenta a estabilidade do corpo. 
 
Centro de Gravidade (CG) 
• O centro de gravidade ou baricentro de um corpo é 
o ponto onde pode ser considerada a aplicação da 
força de gravidade de todo o corpo formado por um 
conjunto de partículas. 
• O Centro de Gravidade é o ponto dentro de um 
objeto onde se pode considerar que toda a massa, 
ou seja, o material que constitui o objeto, esteja 
concentrada. 
• A estabilidade do corpo pode ser medida pela 
localização do Centro de Gravidade. O Centro de 
Gravidade é o ponto ao redor do qual o peso de um 
corpo está equilibrado igualmente em todas as 
direções. 
 
Experimento 
 
Justificativa 
• No momento que a linha vertical que passa pelo CG 
do aluno sai da base de sustentação (de apoio), que 
no exercício corresponde a área formada pelos pés 
do aluno, o braço de força representado pelo peso 
do corpo produz um torque que acarreta uma 
rotação no eixo do quadril. Como o aluno está 
encostado na parede, esta exerce uma reação que 
impede o movimento do quadril para trás impedindo 
o deslocamento do CG novamente para o centro da 
base de apoio. 
Lei da Inércia 
• Na ausência de forças, um corpo em repouso 
continua em repouso, e um corpo em movimento, 
continua em movimento retilíneo uniforme (MRU). 
• MRU é o movimento no qual a velocidade 
permanece constante durante todo o percurso de 
um corpo. 
“Um corpo pode se movimentar sem que 
nenhuma força esteja atuando sobre ele” 
Segunda Lei de Newton 
(Lei Fundamental da Mecânica/Dinâmica) 
 • “... todo corpo em repouso precisa de uma 
força para se movimentar e todo corpo em 
movimento precisa de uma força para parar...” 
Terceira Lei de Newton 
Ação/Reação 
• “Se um corpo A aplicar uma força sobre um 
corpo B, receberá deste uma força de mesma 
intensidade, mesma direção e de sentido 
contrário”. 
 
•Planos e Eixos 
Tópico Um 
•Movimentos Articulares em Volta do 
Eixo 
Tópico Dois 
•Tipos de Movimentos 
Tópico Três 
•Exercício de Fixação 
Tópico Quatro 
POSIÇÃO DE DESCRIÇÃO ANATÔMICA 
(POSIÇÃO ORTOSTÁTICA) 
Face voltada para frente Olhar dirigido para o 
horizonte 
Membros superiores 
estendidos aplicados ao tronco 
e com as palmas das mãos 
voltadas para frente 
Membros inferiores unidos, com 
as pontas dos pés dirigidas para 
frente 
Principais Tipos 
De 
 Movimentos 
 do 
Corpo Humano 
Arcabouço Ósseo 
O esqueleto humano é 
composto de pequenas 
alavancas ósseas. 
Movimentos 
Movimento Rotatório (angular) - 
é o movimento de um objeto ou 
segmento em volta de um eixo 
fixo (ou relativamente fixo), 
percorrendo uma trajetória 
curvilínea. 
 
Podem 
ocorrer em 
pequena 
extensão, 
quando um 
osso é puxado 
para longe de 
sua 
articulação 
Quando 
empurrado 
diretamente 
no sentido 
desta 
articulação 
Cada ponto 
do objeto 
move-se 
através da 
mesma 
distância, ao 
mesmo 
tempo,
em 
trajetórias 
paralelas. 
Movimento 
Translatório 1 Compressão 2 Descompressão 3 
 
Planos e Eixos de Movimentos 
Sagital; 
Frontal e; 
Transverso. 
 
 
Movimentos no Plano Sagital 
Movimentos no Plano Sagital 
Movimentos no Plano Sagital 
Movimentos no Plano Frontal 
Movimentos no Plano 
Transverso 
Planos Anatômicos e Seus 
Eixos de Movimentos 
Plano Eixo 
Sagital Transverso 
Frontal Ântero posterior 
Transverso Longitudinal. 
Movimentos no Plano 
Transverso 
Ações Articulares e Seus 
Correspondentes Planos e 
Eixos 
Plano de 
movimento 
Eixo Ação articular 
Sagital Transverso Flexão 
Extensão 
Hiperextensão 
Flexão plantar 
Dorso flexão 
Ações Articulares e Seus 
Correspondentes Planos e 
Eixos 
Plano de 
movimento 
Eixo Ação articular 
Frontal Ântero-Posterior Adução 
Abdução 
Inversão: 
Medial 
Eversão: Lateral 
Flexão lateral 
Ações Articulares e Seus 
Correspondentes Planos e Eixos 
Plano de 
movimento 
Eixo Ação articular 
Transverso Longitudinal Rotação: 
Interna e 
Externa 
Supinação 
Pronação 
Em qual cadeia 
está sendo 
realizada o 
exercício. 
 
Identificar os 
movimentos 
articulares 
envolvidos nos 
exercícios. 
Identificar os 
Planos e Eixos 
onde está sendo 
realizado os 
exercícios. 
Planos e 
Eixos 1 Movimentos Articulares 2 
Cadeias 
Cinéticas 3 
Exercício de Fixação 
 
Obrigado!!! 
• “Se perdemos, precisamos. Se ganhamos, 
merecemos.” (Napoleão) 
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	UNIDADE 1:: Introdução ao estudo da Biomecânica�
	UNIDADE 2: Princípios da mecânica aplicados ao movimento:�
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	UNIDADE 3: Sistema neuromuscular aplicado ao movimento�
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	UNIDADE 4: Sistema ósseo aplicado ao movimento�
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	UNIDADE 5: Sistema articular aplicado ao movimento�
	UNIDADE 6:   ANÁLISE DOS MOVIMENTOS ARTICULARES DA COLUNA VERTEBRAL E DOS SEGMENTOS SUPERIORES E INFERIORES�
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	1.1 - Evolução Histórica�
	1.1 - Evolução Histórica�
	1.2 – Biomecânica – O conceito�
	1.4 - Áreas de Estudos da Biomecânica�
	Antropometria�
	Cinemetria�
	Dinamometria
	Eletromiografia�
	Eletromiografia�
	2.1 - Conceitos cinemáticos para a análise do movimento humano�
	2.1.1 - Formas de movimento�
	Translação ou movimento linear
	Rotação ou movimento angular
	2.1.2 - Relação entre Movimento Linear e Angular�
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	Rapidez e Velocidade Linear e Angular�
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	MRU
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	MRUV
	2.1.5 - Cadeias de Movimento�
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	Cadeia Cinemática Aberta e Cadeia Cinemática Fechada 
	Cadeia Cinética Fechada
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	CCA
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	Cadeia Cinética Mista
	Princípios de Mecânica - Definições
	Princípios de Mecânica - Definições
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	2.1.6 - Centro de Gravidade: Estabilidade e Movimento Humano.�
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	Centro de Gravidade (CG)
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	Experimento
	Justificativa
	Lei da Inércia
	“Um corpo pode se movimentar sem que nenhuma força esteja atuando sobre ele”
	Segunda Lei de Newton�(Lei Fundamental da Mecânica/Dinâmica)�
	Terceira Lei de Newton�Ação/Reação
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