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aula7 introdução cinética 25 de set

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1
Introdução ao estudo da 
Cinética Linear
(estudo das forças)
Fundamentos de Biomecânica Aplicados à 
Educação Física
Prof. Ms. Eric Leal Avigo
eric.avigo@cruzeirodosul.edu.br
Universidade Cruzeiro do Sul – 2o Semestre/2017
O que é MOVIMENTO
 Qual o efeito das forcas no movimento humano? 
 E possível que exista movimento em um corpo/objeto 
se não houver nenhuma forca atuando sobre eles? 
 Por que seria importante estudar os efeitos das forcas 
no movimento?
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
O que é Cinética (linear)...
 Estudo das forças que causam ou tendem a
causar mudanças no movimento (linear);
 Forças internas;
 Forças externas;
O que CAUSA o MOVIMENTO
(Cinética  ciência que investiga...)
O que é FORÇA...
O que é MOVIMENTO
25/09/2017
2
Força...
FORÇA
 Interação entre dois objetos na forma de: 
 Tensão (tração) 
 Compressão (empurrão)
 Atração 
Tipos de cargas mecânicas que 
agem no corpo humano
CompressãoTração
Cisalhamento TorçãoCurvamento
 Cargas podem ser geradas pela sustentação do peso 
corporal, por forças internas e por forças externas
Sem carga
Exemplos...
 Algo que causa ou tende a causar mudança no 
movimento ou na forma de um corpo;
 Algo necessário para que o movimento ocorra;
 Resultado do movimento.
 Simplificadamente, um “empurrão” 
(compressão) ou um “puxão” (tração)...
Em suma, força pode gerar, parar ou alterar o 
movimento dos corpos. A força pode também causar 
deformações.
Força... FORÇA
 Causa deformação de um ou ambos
objetos.
3
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.
Força
 O que determina a força (F) é a:
 Quantidade de matéria do corpo: massa (m), e/ou
 Aceleração (a), que corresponde à mudança de 
velocidade ou direção do movimento
Segunda lei de movimento de Newton: Lei da aceleração
A mudança de movimento de um objeto é proporcional à força 
aplicada, e é feita na direção de uma linha reta na qual a força é 
aplicada.
Unidade de medida:
m = kg
a = m/s2
F = kg·m/s2
kg· m/s2 = N (Newton)
F = m·a
 Portanto, para manipular a força:
 Altere a massa e/ou a aceleração!!!
Propriedades da força
1. Magnitude: quanto de força é
aplicado;
2. Direção: o caminho em que a
força é aplicada;
3. Ponto de aplicação: onde a
força é aplicada sobre o corpo
que a recebe;
4. Linha de ação: linha reta que
se estende através do ponto
de aplicação e indefinidamente
ao longo da direção da força.
(4)
(1) Comprimento
(3)
(4)
(2) Relativa à 
horizontal
Força
 É considerada um vetor...
VETOR é a representação matemática (quantidade) de
algo que tem magnitude (um número ou tamanho) e
direção.
Ao contrário de vetorial, ESCALAR é a quantidade de 
algo que tem apenas magnitude.
Os vetores são representados por símbolos em forma 
de seta, onde:
 Sua magnitude = comprimento da haste (seta)
 Seu sentido de direção = cabeça da seta
Os vetores podem ser 
somados, como veremos 
mais adiante...
 Várias forças podem ser aplicadas ou estar
atuando em um objeto ao mesmo tempo:
 O resultado é uma força única (força resultante), que
reflete as magnitudes e direções das forças geradas...
 Qualquer força pode ser dividida em 
componentes vertical e horizontal...
Força Composição e resolução de forças
 Força resultante (“força líquida”) que atua sobre um
corpo é a soma de todas as forças que atuam sobre
esse corpo...
 A soma não é algébrica (como em grandezas
escalares), não se pode somar os números que
representam os tamanhos das forças somente, a
direção das forças também deve ser considerada.
 Resultado de um processo de adição vetorial...
4
Adição de forças
 Forças colineares
 Atuam na mesma linha de ação...
 Forças não-colineares ou concorrentes
 Não atuam na mesma linha de ação, mas atuam através do 
mesmo ponto...
Exemplo:
 Você está em um time de cabo-de-guerra com outras
duas pessoas. Você puxa uma corda com um força
de 100 N, e seus companheiros de equipe puxam
com forças de 200 N e 400 N. Vocês estão puxando
na mesma linha...
Exemplo:
 Consideremos as forças que o time oposto exerce
sobre a corda. A equipe adversária também é
formada por três membros. Eles exercem na corda
forças para a esquerda de 200 N, 200 N e 200,
respectivamente. Qual é a resultante?
Adição de forças
 Regra do polígono
 Um dos vetores é transportado, mantendo sua magnitude,
direção e sentido;
 O vetor seguinte é transportado de modo que sua origem
coincida com a cabeça do vetor transportado
anteriormente;
 Isso se repete até o último vetor;
 O vetor resultante será a seta cuja origem coincida com a
origem do primeiro vetor e a cabeça coincida com a cabeça
do último vetor.
Adição de forças
 Regra do paralelograma
 Inicialmente, transportamos os vetores mantendo suas
magnitudes, direções e sentidos, de forma que suas
origens coincidam;
 Em seguida, traçamos a partir da extremidade de cada
vetor, retas paralelas ao outro vetor, formando um
paralelograma;
 O vetor resultante será a seta em que a origem coincida
com a origem dos vetores e a cabeça coincida com o
cruzamento das retas paralelas.
Álgebra Vetorial
 Vetor: 
 Como descobrir a magnitude do vetor resultante?
Trigonometria
222 bac  cos222  ABBAs
Lei dos cossenos
5
Exemplo (complementar) Exemplo (complementar)
Cinética
 Forças internas
 Ex: Força Muscular
 Forças externas
 Forças de não contato
 Força da gravidade
 Forças de contato
 Força de Reação 
 Força Normal
 Força de Atrito
 Força Elástica
 Resistência dos Fluídos
 Força de Arrasto e Sustentação
 Área da mecânica que estuda as forças
associadas com o movimento de um corpo.
Classificação das forças
 As forças podem ser classificadas em forças 
internas e forças externas...
 Forças internas atuam dentro do corpo em 
que o movimento está sendo investigado
 Forças geradas pelos músculos e transmitidas 
pelos tecidos corporais;
 Forças de tensão transmitidas pelos ligamentos;
 Forças transmitidas através das áreas de contato 
articular;
 Movimentos dos membros corporais, 
sem deslocamento do corpo.
Classificação das forças
 Forças externas atuam no corpo como resultado
de sua interação com o ambiente e são
responsáveis pela mudança do corpo pelo espaço
 Forças externas podem ser:
 Força de não contato 
(sem contato direto entre os corpos)
 força da gravidade, forças magnéticas, forças elétricas...
 Força de contato
(interação entre dois objetos)
 Força de reação do solo (FRS), força de atrito...
Força de não contato
 Força da gravidade: força de atração
 A força gravitacional da Terra (ou de qualquer corpo 
celeste) agindo sobre um corpo é denominada 
de Força PESO.
gmP 


gmarte=3,71 m/s2
glua= 1,62 m/s2
6
O que é massa?
 Massa
 Quantidade de matéria que compõeum 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
O que é peso?
 Peso vs. massa corporal
 Quanto você pesa?
 Muitas pessoas responderiam: 
“Eu peso 60, 70, 80... kg”
 Esta resposta está correta?
Massa Peso
É uma grandeza escalar É uma grandeza vetorial
É uma característica do corpo, 
e não depende da posição em 
que ele se encontra
Depende do campo gravitacional
Ex: seu peso na lua é diferente do seu 
peso em marte que é diferente do 
seu peso na Terra
É medida em quilogramas (SI) 
“Kg”
É medido em Newtons (SI) 
“N”
Problema (ex. 1)
 Você está tentando levantar um “peso” na academia
com massa igual a 100 kg. Qual a quantidade mínima
de força para cima que você precisa exercer para
levantar esse “peso”?
²/81,9100 smkgF 

NF 981

amF 

 gmP 

 Problema (ex. 2)
 a) Se uma ciclista de rua tem 55 kg, e sua bicicleta
10,2 kg, qual é o peso combinado dela e de sua
bicicleta?
²)/81,9()2,1055( smkgkgP 

NP 640

 b) Quanta força deverá ser exercida por essa ciclista
para acelerar sua bicicleta horizontalmente à 5 m/s2?
(Desconsidere a força de atrito)
²/5)2,1055( smkgkgF 

NF 326

amF 

 gmP 


Problemas
1. Quanto você pesa? Qual a quantidade mínima de força
uma pessoa precisa fazer para te suspender do chão
2. Um indivíduo tem massa de 72 kg. Qual é o seu peso
corporal?
3. Se um indivíduo tem peso corporal de 555 N, qual é a sua
massa corporal?
4. Um atleta irá tentar levantar um “peso” de 174 kg. Qual a
quantidade mínima de força para cima ele precisará
exercer para tirar esse “peso” do chão?
5. Quanta força deverá ser exercida (no mínimo) por um
jogador para levantar uma bola de boliche de 7,2 kg?
Quanta força deverá ser exercida para acelerar
horizontalmente essa mesma bola de boliche à 4 m/s2?
(Desconsidere a força de atrito)
amF 

 gmP 

 Questões de estudo
1. O que é Cinética? Por que estudar Cinética? Explique.
2. O que é força? Como podemos classifica-la? Qual sua
contribuição para o movimento humano? Explique e
exemplifique na Ed. Física.
3. Quais são as quatro propriedades da força?
4. O que são forças internas? O que são forças externas?
Explique e exemplifique na Ed. Física.
5. Faça a soma vetorial das seguintes forças e destaque a
força resultante:
7
Referências
 HALL, S.J. Biomecânica básica. 5ª. ed. São 
Paulo: Manole, 2009.
 Cap 3: Conceitos da cinética para a análise do 
movimento humano
 Cap 12: Cinética linear do movimento humano
 McGINNIS, P.M. Biomecânica do Esporte e 
Exercício, Artmed, 2015.
 Cap 1: Forças
 Cap 3: Cinética linear

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