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Cinesiologia e Biomecânica Prof. Me. Claudio Peixoto Aula 3 Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Conceitos Básicos Massa – Quantidade de matéria que constitui um corpo. A unidade de massa é o Quilograma (kg) Peso – É a força gravitacional que a Terra exerce sobre um corpo. A unidade de peso é o Newton (N) Força – É o impulso ou tração exercida sobre um corpo. Pressão – Força/Área; sobre a qual uma força atua. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Conceitos Básicos Volume – Espaço tridimensional ocupado por um corpo. Densidade – Massa/Volume Impulso – Produto da força pelo intervalo de tempo durante o qual a força atua. P = F x t. Atrito – Força que atua na área de contato entre duas superfícies em sentidos contrários. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Conceitos Básicos Leis de Newton: Lei da inércia – Um corpo tende a permanecer em repouso ou movimento retilíneo e uniforme, a menos que uma força atue sobre ele. Lei da aceleração – F = m x a; ou seja, força é igual à massa multiplicada pela aceleração de um corpo. Lei da ação e reação - Toda ação (força) aplicada em um objeto, existirá uma reação (força) de mesmo valor e direção, mas com sentido oposto. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Natureza dos Fluidos e Resistência Dinâmica Fluido - Substância que flui quando submetida a um estresse de cisalhamento. Fluxo Laminar x Turbilhonar Laminar – caracterizado por camadas regulares e paralelas de fluido. Turbilhonar – caracterizado pela mistura das camadas fluídicas adjacentes. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Natureza dos Fluidos e Resistência Dinâmica Fluxo Laminar x Turbilhonar Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Natureza dos Fluidos e Resistência Dinâmica Flutuabilidade – Força de um fluido que atua sempre verticalmente para cima. Princípio de Arquimedes – Lei física que estabelece que a força de flutuação que atua sobre um corpo é igual ao peso do líquido deslocado pelo corpo. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Natureza dos Fluidos e Resistência Dinâmica Flutuação do Corpo Humano O ponto no qual a força de flutuação atua é o centro de volume do corpo. Resistência Dinâmica Força causada pela ação dinâmica de um fluido que age na direção das correntes livres do fluxo do fluido. Geralmente a resistência dinâmica é uma força de resistência, ou seja, torna mais lento o movimento de um corpo através de um fluido. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Natureza dos Fluidos e Resistência Dinâmica Resistência de Superfície – deriva do atrito entre camadas adjacentes de fluido próximas de um corpo que se movimenta através do fluido. Resistência de Forma – criada por um diferencial de pressão entre a superfície anterior e posterior de um corpo que se movimenta através de um fluido. Resistência de Onda – criada pela produção de ondas na interface entre dois fluidos diferentes, ar e água. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Natureza dos Fluidos e Resistência Dinâmica Sustentação – Força que atua sobre um corpo em um fluido na direção perpendicular ao fluxo do fluido. Princípio de Bernoulli – é uma expressão da relação inversa entre a velocidade relativa e pressão relativa no fluxo de um fluido. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Comportamento Ativo e Passivo no Movimento Comportamento Ativo – Existe uma força interna atuando diretamente para realização do movimento. Ex: força contínua; equilibrado dinâmico; dirigido. Comportamento Passiva – ocorre por ação de uma força externa, ao segmento que se desloca no espaço. Ex: gravitacional; inércia ou manipulação. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Centro de Gravidade; Estabilidade e Movimento Humano. Centro de Gravidade - Ponto ao redor do qual o peso de um corpo está equilibrado igualmente em todas às direções. É o resumo da quantidade de massa que constitui um corpo em único ponto, sofrendo a ação da gravidade. No homem o CG está localizado a aproximadamente 57% da estatura medida a partir do solo, já na mulher este percentual é de 55%. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Centro de Gravidade; Estabilidade e Movimento Humano. A ação da gravidade concorre diretamente para que eu verifique a estabilidade do movimento realizado. Base de sustentação – área formada pelo posicionamento dos pés no solo. A projeção do centro de gravidade dentro da base de sustentação aumenta a estabilidade do corpo.. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Centro de Gravidade; Estabilidade e Movimento Humano. Quanto maior a área da base de sustentação, maior é a opção do deslocamento do CG dentro da área da base, e assim maior a condição para manter o equilíbrio. Determinação do CG Método Direto - Segmentação de cadáveres. Métodos Indiretos - Plataforma de Borelli; Tomografia Computadorizada e Ressonância Magnética. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Sistemas de alavancas O sistema de alavancas serve para explicar os movimentos rotacionais. � Alavanca - É uma barra rígida também chamada de máquina simples. � Eixo - É o ponto ao redor do qual ocorre o movimento. Também chamado de fulcro. � Força potente – atua a favor do sentido do movimento. � Força resistente – atua contra o sentido do movimento. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Sistemas de alavancas Tipos de Sistemas de Alavancas Primeiro Gênero; Primeira Classe; Interfixa; Interapoio ou Alavanca de Equilíbrio. O ponto de apoio está entre a força potente e a força resistente. Exemplo: articulação atlanto-occiptal (cervical) Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Sistemas de alavancas Tipos de Sistemas de Alavancas Segundo Gênero; Segunda Classe; Inter-resistente ou Alavanca de Força A força resistente está localizada entre o apoio e o ponto de aplicação da força potente. Exemplo: “Flexão Plantar” a partir da postura ereta. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Sistemas de alavancas Tipos de Sistemas de Alavancas Terceiro Gênero, Terceira Classe, Interpotente ou Alavanca de Velocidade. A força potente está localizada entre a força resistente e o ponto de apoio. Exemplo: “Flexão do Cotovelo” – Postura Ereta – Bíceps Braquial. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Interpretação de Torque e Momento de Força. Momento - É o efeito rotatório de uma força ao redor de um eixo de rotação. É medido como o produto da força pela distância perpendicular entre a linha de ação da força e o eixo (Braço do Momento da Força – menor distância perpendicular entre a linha de ação da força e um eixo de rotação). A comparação entre os momentos das forças potente e resistente é chamada de torque. O torque determina o sentido do movimento. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Vantagens e Desvantagens Mecânicas noMovimento � VANTAGEM MECÂNICA = BMFP÷BMFR; >ou=1 Quando o braço de momento de força for mais longo que o braço do momento de resistência, a intensidade da força aplicada necessária para deslocar a resistência é menor que a intensidade da resistência. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Mecânica dos Materiais Biológicos ou Biomateriais Cargas Mecânicas = Forças que atuam sobre as estruturas biológicas. Considera: Sentido; Duração e intensidade da carga. Axiais (longitudinais). - Compressão - São cargas que promovem o esmagamento da estrutura. - Tensão ou tração - São cargas que promovem o estiramento da estrutura. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Mecânica dos Materiais Biológicos ou Biomateriais Cargas Mecânicas = Forças que atuam sobre as estruturas biológicas. Considera: Sentido; Duração e intensidade da carga. Axiais (longitudinais). - Compressão - São cargas que promovem o esmagamento da estrutura. - Tensão ou tração - São cargas que promovem o estiramento da estrutura. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Mecânica dos Materiais Biológicos ou Biomateriais Não axiais - Cisalhamento ou deslizamento – São cargas aplicadas paralelas ou tangenciais a uma superfície. - Torção ou rotação – São cargas em torno do eixo longitudinal da estrutura, em sentidos opostos. - Inclinação ou curvamento - São cargas que promovem compressão em um dos lados e tensão do lado oposto da estrutura. Cargas combinadas: mais de uma carga sendo aplicada simultaneamente sobre o corpo. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Deformações Elásticas e Plásticas Deformação é a mudança no formato original da estrutura. Elasticidade - É a habilidade do material em retornar seu tamanho e forma original (livre de estresse) quando as cargas aplicadas são removidas. Se uma carga é aplicada em um material, tal que o estresse gerado no material é igual ou menor que o limite elástico, as deformações que acontecerão no material serão completamente recuperadas, uma vez que as cargas aplicadas sejam removidas. Princípios Mecânicos para Análise Cinesiológica e Biomecânica do Movimento Humano (Cinética) Deformações Elásticas e Plásticas Plasticidade - Implica deformações permanentes ou “temporariamente permanentes”. Materiais podem sofrer deformações plásticas quando são carregados além dos seus limites elásticos. As deformações plásticas podem vir acompanhadas de falha ou ruptura. Ponto de Cessão – É o ponto em que o material passa da condição elástica para condição plástica. Cada biomaterial (osso, tendão, cartilagem, músculo, etc...) apresenta um ponto de cessão diferente. Prof. Me. Claudio Gonçalves Peixoto Licenciatura Plena Em Educação Física pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (1985); Mestrado em Ciência do Desporto pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (2000). Professor Adjunto da Universidade Estácio de Sá. Atua principalmente nas seguintes áreas: biomecânica, treinamento esportivo, educação física, treinamento desportivo e treinamento físico. https://lattes.cnpq.br/1254931927656703 Introdução ao Estudo da Cinesiologia e Biomecânica Obrigado!
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