aula3 características mecânicas movimento 2017

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Características Mecânicas do 
Movimento Humano:
- Leis de Newton
- Dimensões (grandezas) básicas
- Aspectos gerais em Cinemática Linear e Angular
Fundamentos de Biomecânica Aplicados à 
Educação Física
Prof. Ms. Eric Leal Avigo
eric.avigo@cruzeirodosul.edu.br
Universidade Cruzeiro do Sul – 2o Semestre/2017
Biomecânica
O que é…
Biomecânica
Biologia
Ciência que estuda os seres vivos. 
Mecânica
É a parte da Física que lida com o 
movimento, as variações de energia e as 
forças que atuam sobre um corpo.
A organização da mecânica
 Mecânica: ciência que se interessa pelos
efeitos das forças ativas no objetos
 ... dos corpos rígidos;
 ... corpos deformáveis;
 ... de fluidos;
 ... relativa;
 ... quântica.
Características Mecânicas do 
Movimento Humano
Estática
Mecânica
Dinâmica
Cinemática
Cinética
Linear
Angular
Linear
Angular
dos corpos 
rígidos
Mecânica Dinâmica
 Cinemática: descrição do movimento...
 Análise qualitativa;
 Análise quantitativa;
 Cinética: forças que causam ou tendem a
causar mudanças no movimento;
 Forças internas;
 Forças externas;
14/08/2017
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Leis do Movimento de 
Newton
Isaac Newton (1642-1727)
 Matemático inglês.
 Muitas das ideias sobre mecânica (e cálculo) 
surgiram durante um retiro de dois anos na 
fazenda da família.
 Devido à peste na Inglaterra, que causou o fechamento 
temporário da Universidade de Cambridge, onde Newton 
trabalhava como professor.
 Newton apresentou três leis de movimento e 
a lei da gravidade universal.
 Essas leis formam a base para a mecânica moderna!!!
Primeira Lei do Movimento de Newton
 Lei da inércia
Um corpo permanece em seu estado de repouso ou
de movimento uniforme (velocidade constante), em
linha reta, a não ser quando influenciado por uma
força externa capaz de modificá-lo.
Pontos importantes:
 É necessário força para mudar o 
estado de movimento de um 
corpo/objeto.
 Objetos em movimento tendem a 
permanecer em movimento.
Segunda Lei do Movimento de Newton
 Lei da aceleração
A taxa de mudança de movimento de um corpo é 
proporcional à força aplicada e ocorre na direção 
na qual a força é aplicada.
Pontos importantes:
 É necessário grandes forças para 
produzir taxas altas de aceleração
 Objetos grandes necessitam de mais 
força para que possam ser 
movimentados
Terceira Lei de Movimento de Newton
 Lei da ação-reação
 Para toda ação, há sempre uma reação igual em 
magnitude e oposta em direção.
reaçãoação
Pontos importantes:
 As forças resultam em forças de 
“reação” que agem no corpo
 Para cada força aplicada pelo corpo a 
um objeto, o objeto aplica uma força 
igual contra o corpo
Questões para estudo:
1. Um corpo pode mudar sua direção de movimento 
se nenhuma força externa agir sobre ele?
2. Um corpo pode estar em movimento se não houver 
forças externas agindo sobre ele?
3. Se você puxar uma corda de “cabo de guerra” com 
uma “força de 25 kg”, quanta força a corda exerce 
sobre você?
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Mecânica Dinâmica
 Cinemática: descrição do movimento...
 Análise qualitativa;
 Análise quantitativa;
 Cinética: forças que causam ou tendem a
causar mudanças no movimento;
 Forças internas;
 Forças externas;
Abordagens para estudar os 
movimentos
 Quantitativa
 descreve movimentos 
numericamente, o que 
pode ajudar a eliminar 
descrição subjetiva
 Exemplos:
5 segundos, 100 
metros, 15 voltas, 90 
graus....
 Qualitativa
 Descreve movimentos 
com base na observação 
direta
 Não é numérica
 Subjetiva
 Exemplos:
pesado, bom, ruim, curto, 
longo, muito, pouco, mais, 
menos...
Biomecânica
“... Se pudermos medir aquilo de que falamos e
demonstrar por meio de números o resultado,
conhecemos algo sobre o assunto; mas, se não
o pudermos, nosso conhecimento é deficiente e
insatisfatório.”
Lord Kelvin
Biomecânica
 Descrever, analisar e avaliar o movimento
humano.
 avaliação biomecânica por medidas quantitativas:
maior precisão
 Principais grandezas* físicas fundamentais
utilizadas e medidas em mecânica.
 Comprimento (Cinemática)
 Tempo (Cinemática)
 Massa (Cinética)
* Grandeza = aquilo que pode ser 
medido e comparado com um padrão
Unidades de Medida
 Quais as unidades de medida utilizadas?
 Sistema Internacional de Unidades (sigla SI) 
 Conjunto sistematizado e padronizado de unidades de 
medida para as grandezas físicas.
 Sistema decimal (múltiplos de 10).
 Utilizado em quase todo o mundo.
 Exceções: USA, Libéria, Myanmar
 Visa a uniformizar e facilitar as medições e as relações 
internacionais.
 Sistema Imperial ou Inglês
 Medidas estabelecidas pelos reis ingleses.
 Baseada em medições de partes do corpo dos reis.
 Polegadas, pés, jardas, milha, libra, galão, onças
Grandezas Físicas
 Comprimento (cinemática)
 Grandeza Física usada para:
 Descrever a posição de um objeto no espaço 
 Descrever o mudança de posição de um objeto no espaço
 Dimensões de campos, quadras, altura da cesta
 Medidas antropométricas
 Estatura
 Comprimento da perna
 Circunferência óssea, abdominal, etc
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Grandezas Físicas
 Comprimento
 Unidade básica
 Metro (m)
 Definido como 1.650.763,73 comprimentos de onda 
de um isótopo do elemento criptônio (Kr-86)
 Outras unidade utilizadas
 Centimetro (cm) = 0,01 m
 Milímetro (mm) = 0,001 m
 Quilômetro (km) = 1000 m
Grandezas Físicas
 Comprimento
 Medidas derivadas
 Área – medida de comprimento bidimensional
 metros quadrados (m2)
 Volume – medida de comprimento tridimensional
 metros cúbicos (m3)
Grandezas Físicas
 Tempo
 Indefinível em palavras, compreendido por 
vivência.
 Sequência de eventos : ordem de ocorrência
 Referencial
 O tempo é ... 
 Absoluto: o tempo existe independentemente da 
matéria e do espaço
 Uniforme: em qualquer "ocasião'‘ o tempo transcorre da 
mesma forma, não evoluindo "mais depressa'' ou "mais 
devagar'‘. 
Grandezas Físicas
 Tempo (cinemática)
 Uso em biomecânica:
 Medida de desempenho
 Corrida
 Tempo de reação 
 Tempo de movimento
 Intervalos ou períodos de duração.
 Duração de um jogo, intervalos
 Unidade básica
 Segundo (s)
 9.192.631.770 ciclos de radiação associados com 
uma transição específica do átomo de césio-133
 60 s = 1 min / 60 min = 1 hora = 3600 s / 1 dia = 24 h
Grandezas Físicas
 Tempo
 Medidas derivadas
 Velocidade: tempo decorrido para a mudança na 
posição (m/s) 
 Aceleração: tempo decorrido para a mudança na 
velocidade (m/s2) 
 Frequência: o número de ciclos por seg. (ciclos/s – Hz)
 Momento linear: quantidade de movimento (kg.m.s)
Com as medidas de comprimento e 
tempo, já podemos descrever o 
movimento!!!
Exemplo
 Digamos que você percorra uma distância de 5 km
em suas corridas diárias de 30 min. Qual seria sua
“velocidade média” durante a corrida?
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Grandezas Físicas
 Massa (Cinética)
 Quantidade de matéria que compõe um corpo.
 Medida quantitativa de inércia. 
 Quanto maior a massa mais difícil iniciar, parar ou 
alterar o movimento (direção e velocidade) de um 
corpo.
Inércia: propriedade de um corpo de 
resistir a mudanças no seu movimento
Grandezas Físicas
 Massa
 Unidade básica
 Quilograma (kg)
 Definido como a massa de um cilindro de platina 
iridiada de 3,9 cm de diâmetro de base e 3,9 cm de 
altura preservado em Sevres, França
 Medidas derivadas
 Densidade: massa por unidade de volume (kg/m3)
 Força: kg.m/s2 = N
 Torque: N.m
Dimensões básicas utilizadas na mecânica
Quantidade Símbolo Unidade SI Abreviatura
Comprimento
Tempo
Massa
L
T
M
metro
segundo
quilograma
m
s
kg
 Comprimento
 “quilômetro” (km), metro (m), centímetro (cm), milímetro Tempo 
 hora (h), minuto (min), segundo (s), milisegundo (ms)
 Massa
 “quilograma” (kg), grama (g) 
Grandezas Físicas
Em resumo:
 Comprimento, 
tempo e massa são as 
grandezas físicas básicas;
 As demais grandezas físicas 
usadas em mecânica são 
derivadas a partir dessas três.
Características Mecânicas do 
Movimento Humano
Estática
Mecânica
Dinâmica
Cinemática
Cinética
Linear
Angular
Linear
Angular
dos corpos 
rígidos
O que é Cinemática...
Descrição dos movimentos em 
termos espaciais e temporais sem 
levar em conta as forças que geram o 
movimento.
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Cinemática
Trata da descrição dos movimentos em termos 
espaciais e temporais sem levar em consideração as 
forças que geram o movimento
 Descrição do movimento:
 Qualitativa (subjetividade)
 Quantitativa (precisão)
 É uma área da mecânica que investiga as
posições, deslocamentos, velocidades e
acelerações do corpo e de seus segmentos
e articulações durante o movimento
Cinemática
 Descrição do movimento:
 Quão longe
 Quão alto
 Quão rápido
 Quão consistente
 Utiliza-se das grandezas física: 
comprimento e tempo e combinações...
 Posição – Deslocamento – Distância Percorrida
 Velocidade – Rapidez
 Aceleração
Cinemática linear & angular
GERAL
Linear Angular
Cinemática linear & angular
GERAL
Linear Angular
 Movimentos lineares – translação
 retilínea: linha reta
 curvilínea: linha curva (parabólica)
 Movimentos angulares 
– rotação
Cinemática angular
 Ângulo articular
Entre dois segmentos 
adjacentes
 Ângulo segmentar
Relativo a um plano 
externo
TRONCO
COXA
PERNA
PÉ
QUADRIL
JOELHO
TORNOZELO
 Os movimentos angulares das articulações 
dão origem a movimentos lineares.
Exemplo: CHUTE – movimentos angulares ao redor das
articulações do quadril, joelho e tornozelo são
utilizados para desencadear movimentos lineares de
uma bola e das próprias articulações que
desencadearam os movimentos angulares...
Qual a contribuição dos movimentos 
angulares para os movimentos lineares
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Referências e Questões de estudo
 O que é Cinemática e por que é importante estuda-la?
 O que é Cinética?
 Qual é a primeira Lei de Newton? Exemplifique na EF.
 Qual é a segunda Lei de Newton? Exemplifique na EF.
 Qual é a terceira Lei de Newton? Exemplifique na EF.
 Quais são as três grandezas básicas da mecânica e suas 
respectivas unidades de medida? Dessas grandezas, duas já são 
suficientes para descrever o movimento, quais são essas duas?
 Qual é a contribuição dos movimentos angulares para os 
movimentos lineares?
 HALL, S.J. Biomecânica básica. 5ª. ed. Barueri:
Manole, 2009 (Cap. 2 e 3).
 MCGINNIS, P.M. Biomecânica do esporte e exercício.
Porto Alegre: Artmed, 2002 (Cap. 3 e 5).
Próximas Aulas...
Defina: 
 Movimento
 Posição
 Deslocamento
 Distância Percorrida
 Velocidade
 Rapidez
 Aceleração
Responda:
 Qual a diferença entre deslocamento e distância 
percorrida?
 Qual a diferença entre velocidade e rapidez?
HALL, S.J. Biomecânica básica. 5ª. 
ed. São Paulo: Manole, 2009.
 Cap 10: Cinemática linear do 
movimento humano. 
HAMILL, J. Bases Biomecânicas do 
Mov. Humano, 2ª ed. São Paulo: 
Manole, 2008.
 Cap 8: Cinemática linear.
McGINNIS, P.M. Biomecânica do 
Esporte e Exercício, Artmed, 2015.
 Cap 2: Cinemática linear