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Cinesiologia e Biomecânica Prof. Thiago Matassoli Gomes Introdução ao Estudo da Biomecânica Cinesiologia Cinesiologia e Biomecânica Estudo do movimento humano (Hall, 2009). “kinein” (mover) + “logos” (estudar) Combinação entre movimento (mecânica) + estrutura (anatomia) + função do corpo (fisiologia). Introdução ao Estudo da Biomecânica Biomecânica Cinesiologia e Biomecânica Aplicação de princípios mecânicos no estudo dos organismos vivos (Hall, 2009). Mecânica dos seres vivos movimentos, forças e dinâmica do corpo humano. Cinesiologia e Biomecânica Cinesiologia e Biomecânica Áreas de Estudo da Biomecânica Antropometria Determina características e propriedades do aparelho locomotor a partir das medidas inerciais do corpo humano. Dados antropométricos (ISAK – International Society for the Advancement of Kinanthropometry); Quantificação da gordura corporal; Diâmetros ósseos. Cinesiologia e Biomecânica Áreas de Estudo da Biomecânica Cinemetria Busca medir os parâmetros cinemáticos do movimento a partir da aquisição de imagens. O interesse é em descrever como um corpo se move no espaço. Análise bidimensional; Análise tridimensional; Ramo da mecânica que engloba os conceitos de espaço, velocidade, tempo, distância e deslocamento, sem se preocupar com as causas. Cinesiologia e Biomecânica Cinemática Cinesiologia e Biomecânica Áreas de Estudo da Biomecânica Dinamometria Avalia a quantidade de força (interna e externa) que estão atuando sobre um corpo. É de fundamental importância para a determinação do sentido do movimento. Ramo da mecânica que engloba os conceitos força, massa, energia, potência, momento e trabalho. Cinesiologia e Biomecânica Áreas de Estudo da Biomecânica Cinética Cinesiologia e Biomecânica Áreas de Estudo da Biomecânica Eletromiografia (EMG) Método de registro da atividade elétrica de um músculo quando realiza a contração. Nível de contração muscular; Período de atividade muscular; Padrões de recrutamento; Ações musculares (nível de participação de cada músculo); Os eletrodos captam a passagem do potencial de ação gerado pelo músculo. Evitam a alteração das sensações intramusculares; Permitem uma medida mais global sobre sua totalidade; Preparação da pele; Posição dos eletrodos; Cinesiologia e Biomecânica Áreas de Estudo da Biomecânica Eletromiografia (EMG) – Eletrodos de Superfície Cinesiologia e Biomecânica Áreas de Estudo da Biomecânica Eletromiografia (EMG) – Eletrodos de Profundidade Mais utilizados em estudos clínicos, seu efeito impede sua aplicação em uma investigação neuromuscular. Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinemáticos Para Análise do Movimento Humano – Formas de Movimento Translação ou movimento linear – se realiza quando todas as partes do corpo percorrem exatamente a mesma distância na mesma direção e ao mesmo tempo. 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. Movimento combinado ou generalizado – forma de combinação de movimento de translação com movimento de rotação. Muito comum às atividades da vida diária (AVDs) e técnicas esportivas. • Distância; • Deslocamento; • Rapidez; • Velocidade; • Aceleração; Conceitos Cinemáticos Para Análise do Movimento Humano – Outros Conceitos Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinemáticos Para Análise do Movimento Humano – Posição Anatômica de Referência Considerada como o ponto de partida para os movimentos dos segmentos corporais. Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinemáticos Para Análise do Movimento Humano – Planos Anatômicos Plano Sagital; Plano Frontal (coronal); Plano Transverso; Cinesiologia e Biomecânica Tem uma orientação perpendicular em relação aos planos anatômicos. Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinemáticos Para Análise do Movimento Humano – Eixos Anatômicos Cinesiologia e Biomecânica Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinemáticos Para Análise do Movimento Humano – Cadeias de Movimento Em 1955, Stendler sugeriu que os movimentos resultam da ação de uma cadeia constituída por diferentes segmentos conectados pelas articulações. Segmento distal livre no espaço. Resulta no movimento isolado de uma articulação. Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinemáticos Para Análise do Movimento Humano – Cadeia Aberta Cinesiologia e Biomecânica Cadeia Aberta - Características Na maioria das vezes, o movimento ocorre em uma articulação; Aumento das forças de cisalhamento; Diminuição das forças compressivas; Maior risco de lesão??? Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinemáticos Para Análise do Movimento Humano – Cadeia Fechada Segmento distal fixo ou encontra resistência que impeça sua livre movimentação. Forças compressivas maiores; Forças de cisalhamento menores; Melhor ativação proprioceptora; Melhor estabilidade dinâmica; Mais indicada em atividades pós lesões; Cinesiologia e Biomecânica Cadeia Fechada - Características Cinesiologia e Biomecânica Compressão Patelofemural Cinesiologia e Biomecânica Compressão Patelofemural Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano – Conceitos Básicos Massa – quantidade de matéria que compõe um corpo. Medida em Kilogramas; Inércia – tendência de um corpo em manter seu estado atual de movimento, esteja ele parado ou em movimento constante; Força – impulso ou tração agindo sobre um corpo. Caracteriza-se por sua magnitude, direção e ponto de aplicação. Diagrama de corpo livre. Medida em Newtons; Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano – Conceitos Básicos Peso – quantidade de força gravitacional exercida sobre um corpo. P = m.ag Pressão – força distribuída por determinada área. P = F/A; Torque – força aplicada a um objeto. Pode ser considerado uma força rotatória. T = F.d Centro de gravidade ou centro de massa – ponto ao redor do qual o peso e a massa de um corpo estão equilibrados igualmente em todas as direções; Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano – Centro de Gravidade Quando todos os segmentos do corpo estão combinados e o corpo é dado como um único sólido objeto na posição anatômica, o centro de gravidade fica aproximadamente anterior à segunda vértebra sacral. A posição precisa do CG para uma pessoa depende de suas proporções e tem a magnitude igual ao peso da mesma. Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano – Estabilidade e Equilíbrio São intimamente relacionados; Estabilidade – resistência a aceleração linear e a aceleração angular. Resistência a ruptura do equilíbrio; Equilíbrio – capacidade de controlar a estabilidade; Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano – Estabilidade e Equilíbrio – Relações com o CG Cinesiologiae Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano – Estabilidade e Equilíbrio – Relações com o CG Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano Sistema de Alavancas Quando os músculos desenvolvem tensão, tracionando os ossos para sustentar ou mover resistências, estes funcionam mecanicamente como alavancas. Alavancas são hastes rígidas que podem girar em torno de um eixo sob a ação de forças. Componentes: • Haste (ossos e segmentos movimentados); • Eixo ou fulcro (centro da articulação); • Força potente (músculos); • Força resistente (implemento de peso ou próprio segmento corporal); Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano Sistema de Alavancas - Classificação INTERFIXA INTERRESISTENTE INTERPOTENTE Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano Sistema de Alavancas Biológicas - Classificação Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano Sistema de Alavancas Biológicas - Classificação Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano Sistema de Alavancas Biológicas – Vantagem Mecânica A eficiência de uma alavanca para mover uma resistência é dada pela vantagem mecânica: Braço – distância perpendicular da linha de ação da força até o eixo. • Vm = 1 - a força necessária para movimentar uma resistência é exatamente igual à resistência. • Vm > 1 - a força necessária para movimentar uma resistência é menor do que a resistência. • Vm < 1 - a força necessária para movimentar uma resistência é maior do que a resistência Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano Sistema de Alavancas Biológicas – Vantagem Mecânica Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano Cargas Mecânicas Compressão – força de pressão ou esmagamento dirigida axialmente através de um corpo; Tensão – força de tração ou de estiramento dirigida axialmente através de um corpo; Cisalhamento – força dirigida paralelamente a uma superfície; Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano Cargas Mecânicas Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano Deformações Elásticas e Plásticas Elasticidade - Habilidade de um material em retornar seu tamanho e forma original (livre de estresse) quando as cargas externas são removidas. Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano Deformações Elásticas e Plásticas Plasticidade - Deformações permanentes. Cinesiologia e Biomecânica Conceitos Cinéticos Para Análise do Movimento Humano Deformações Elásticas e Plásticas Viscoelasticidade = característica de um material ter as duas propriedades. Cinesiologia e Biomecânica Sistema Neuromuscular Aplicado ao Movimento Cinesiologia e Biomecânica Sistema Neuromuscular Aplicado ao Movimento actina miosina Cinesiologia e Biomecânica Sistema Neuromuscular Aplicado ao Movimento Cada fibra muscular é inervada no mínimo por um motoneurônio alfa. O número de fibras musculares numa UM depende do nível de controle motor. Duas fibras musculares adjacentes não pertencem necessariamente à mesma UM. Cinesiologia e Biomecânica Sistema Neuromuscular Aplicado ao Movimento Mecanismos Que Afetam a Produção de Força Muscular Deschenes & Kraemer (2002) Sale (1986) Tipo I : - vermelhas - contração lenta - oxidativas Tipo II: - brancas - contração rápida - oxidativas glicolíticas rápidas - glicolíticas rápidas. Cinesiologia e Biomecânica Sistema Neuromuscular Aplicado ao Movimento Cinesiologia e Biomecânica Sistema Neuromuscular Aplicado ao Movimento Características ST FTa FTb Fibras por motoneurônio 10-180 300-800 300-800 Tamanho do motoneurônio Pequeno Grande Grande Vel. de condução Impulso Lenta Rápida Rápida Vel. De contração(m/s) 50 110 110 Tipo de miosina ATPase Lenta Rápida Rápida Desenv. Do Retículo Sarcoplas. Baixo Alto Alto Força da Unidade Motora Baixo Alto Alto Capacidade Aeróbica Alta Baixa Baixa Capacidade Anaeróbica Baixa Alta Alta Resistência a Fadiga Alta Moderada Baixa (Wilmore & Costil,1998) Alteração no percentual dos tipos de fibra com o treinamento de força. Staron et al., 1994 J. Appl. Physiol. Cinesiologia e Biomecânica Sistema Neuromuscular Aplicado ao Movimento Cinesiologia e Biomecânica Sistema Neuromuscular Aplicado ao Movimento Arquitetura da Fibra Muscular Fusiforme Penado Comparação músculo vs. músculo – os músculos penados possuem maior capacidade de gerar força, pois possuem mais fibras musculares. Comparação fibra vs. fibra – a fibra muscular de um músculo fusiforme tem maior produção de força efetiva (útil).
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