AULA DE BIOMECÂNICA BÁSICA PARA FISIOTERAPIA

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BIOMECÂNICA 
BÁSICA
Profª Me. Letícia Hermes
Santa Maria, 24 de abril de 2018.
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BIOMECÂNICA BÁSICA
■ CONCEITOS E APLICAÇÕES
■ Estudo antigo, aplicabilidade renovável;
■ BÁSICA?
■ Base para todas as áreas subjacentes;
■ Ciência complexa;
■ Multidisciplinar.
CINESIOLOGIA
Estudo do 
movimento humano
BIOMECÂNICA
Estudo da mecânica 
dos sistemas
biológicos
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BIOMECÂNICA: UM TEMA CONCEITUAL
Desde 1970
■ Mecânica: análise das forças incidentes sobre um objeto ou corpo
– Causa e descrição
■ BIOmecânica: aplicação das leis da mecânica ao movimento de organismos 
vivos, tecidos biológicos, nos corpos humanos e animais.
■ Análise qualitativa: Descrição
■ Análise quantitativa: Mensuração
■ Compreensão dos fenômenos mecânicos relacionados com o movimento 
corporal humano.
(Amadio, 2004)
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BIOMECÂNICA BÁSICA
■ Análise de estrutura e função por meio de conceitos métodos mecânicos
■ Matemática, física e informática. Biologia, bioquímica, fisiologia e fisiopatologia; 
■ Orquestradas pelo SNC Habilidades funcionais
Economia e estabilidade
Kuo & Donelan, (2010)
Torricelli et al, (2016)
■ Conceito não muda, pesquisas inovam em otimizar e analisar padrões 
ESPECÍFICOS
■ Evoluções no campo da aplicação;
Amadio & Serrão, (2004)
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EXEMPLO DE APLICABILIDADE CIENTÍFICA
■ Projeção de humanóides robóticos, principalmente no setor de segmentos 
protéticos;
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APLICAÇÕES EM FISIOTERAPIA
■ BIOMECÂNICA do movimento corporal (orto-traumato);
■ BIOMECÂNICA nas desordens de movimento (neuro);
■ BIOMECÂNICA respiratória (pneumo);
■ BIOMECÂNICA do parto (saúde da mulher)...
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“O tratamento eficaz de lesões esportivas 
geralmente requer o entendimento
padrão de movimento específico de um 
atleta.”
FIELDS et al, (2005)
LEIS DE NEWTON E O MOVIMENTO 
HUMANO
■ 1ª Lei – INÉRCIA 
■ “Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em 
uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças 
aplicadas sobre ele.”
■ EQUILÍBRIO
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LEIS DE NEWTON E O 
MOVIMENTO HUMANO
■ 2ª Lei – ACELERAÇÃO
■ A aceleração de um corpo é proporcional à força 
que a produz e ocorre na direção em que a força 
atua.
■ FORÇAS DE IMPULSÃO
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LEIS DE NEWTON E O MOVIMENTO 
HUMANO
■ 3ª Lei – AÇÃO E REAÇÃO
■ Para cada ação existe uma reação de igual 
intensidade e em sentido oposto.
■ Deslocam-se em sentidos contrários
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Cinemática: Descrição do Movimento
■ Descreve movimento considerando espaço e tempo:
– O tipo de movimento que está ocorrendo;
– O local do movimento;
– A magnitude do movimento;
– A direção do movimento. 
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MOVIMENTO:
Mudança no tempo e no espaço
■ Linear ou translacional:
– Retilíneo ou curvilíneo
■ Angular:
– Em torno de um eixo
– Criam ou contribuem com o linear.
11Momento angular=0 (evita rotação)
REFERÊNCIAS PARA DESCRIÇÃO DE 
MOVIMENTOS
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TERMOS ANATÔMICOS
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PLANOS
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FLEXÃO E EXTENSÃO
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ADUÇÃO E ABDUÇÃO
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ROTAÇÕES
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ROTAÇÕES
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MOVIMENTOS ESPECIAIS
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CINÉTICA: AÇÃO DAS FORÇAS
■ A força é definida por quatro características básicas:
– magnitude de força;
– direção;
– sentido
– quantidade de tração.
■ Corpo Humano:
– força muscular;
– gravitacional;
– inércia;
– flutuação;
– força de contato. 
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TIPOS DE CONTRAÇÃO MUSCULAR
■ CONCÊNTRICA:
– Tensão com encurtamento muscular;
■ EXCÊNTRICA:
– Tensão com alongamento muscular;
■ ISOMÉTRICA:
– Tensão sem mudança no comprimento muscular.
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TORQUE
■ Torque: Efeito rotacional de uma força sobre um eixo;
■ Produz movimento dos segmentos corporais;
■ Ações simultâneas de agonistas e antagonistas;
■ Peso do segmento, movimento e ação de forças externas;
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HAMILL, J.; KNUTZEN, K.M. Bases biomecânicas do movimento humano. 3ª ed., Manole, 2012.23
INTRODUÇÃO AO ESTUDO DAS ALAVANCAS 
CORPORAIS
■ Haste rígida que multiplica o efeito do impulso aplicado para mover objetos
■ Elementos:
– Força ou potência
– Resistência
– Braço de potência
– Braço de resistência
– Eixo, Fulcro ou apoio
■ Músculo: geração de força
■ Cargas: Resistência
■ Ossos: alavancas
■ Articulações: eixos
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TIPOS DE ALAVANCAS
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VANTAGEM MECÂNICA DAS ALAVANCAS
■ 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
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ALAVANCAS DE PRIMEIRA CLASSE
■ Força e resistência aplicadas em lados opostos do 
eixo.
■ Corpo humano - ação simultânea dos agonistas e 
antagonistas em lados opostos de uma 
articulação. (Tríceps)
■ A vantagem mecânica pode ser maior, menor ou 
igual a 1.
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ALAVANCAS DE SEGUNDA CLASSE
■ Resistência aplicada entre o eixo e a força.
■ Corpo humano - não existem exemplos análogos (em 
cadeia aberta).
■ A vantagem mecânica é sempre maior que 1, pois o 
braço de força é sempre maior que o braço de 
resistência.
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Alavancas de terceira classe
■ Força aplicada entre o eixo e a resistência.
■ Corpo humano - a grande maioria das alavancas do 
corpo.
■ A vantagem mecânica é sempre menor que 1, pois o 
braço de força é sempre menor que o braço de 
resistência.
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CORPO HUMANO
■ Maioria de terceira classe;
■ Inserções musculares próximas às 
articulações;
■ Baixo rendimento FORÇA
■ Encurtamento muscular pequeno
– Grande amplitude de 
extremidade
■ Velocidade muscular baixa
– Velocidade de deslocamento 
da extremidade alta
Mais SEGURO e EFICIENTE realizar exercícios de modo 
LENTO E CONTROLADO.
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CENTRO DE GRAVIDADE E EQUILÍBRIO
■ A Gravidade é uma força externa que age sobre um corpo na terra, e para 
equilibrar essa força, uma segunda força precisa ser induzida - ou seja, todo o 
corpo recebe a ação de uma força, reage à mesma com uma força igual e oposta.
■ A postura do corpo é resultante de inúmeras forças musculares que atuam 
equilibrando forças impostas sobre o corpo, e todos os movimentos do corpo são 
causados por forças que agem dentro e sobre o corpo.
■ Torque produzido pelos pesos dos segmentos corporais = 0
– Contrário = ROTAÇÃO
■ Toda vez que um segmento corporal se move, a localização do Centro de Gravidade 
se desloca, mesmo que discretamente, na direção em que o peso é movido.32
CENTRO DE GRAVIDADE E EQUILÍBRIO
■ Centro de massa sujeito à ação gravitacional;
■ Ponto ao redor do qual a massa e o peso corporal 
é igualmente distribuído e EQUILIBRADO;
■ Indicador do movimento corporal total;
■ Determina o modo como o corpo responde a 
forças externas;
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CG EM OBJETOS
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CG DO CORPO HUMANO
■ Difícil determinação;
■ Não apresenta densidade uniforme;
■ Não é rígido;
■ Não é simétrico.
■ Estimativa em pessoa ereta
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DETERMINAÇÃO DO CG DE UM CORPO
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EQUILÍBRIO
■ FORÇAS E TORQUES BALANCEADOS
■ 1ª Lei de Newton: equilíbrio estático ou dinâmico (CONSTANTES)
Alteração = MOVIMENTO
∑Fv=0
∑Fh=0
FT=0
Equilíbrio de 
forças de inércia 
sobre o centro de 
massa do corpo
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ESTABILIDADE MECÂNICA DO CORPO
■ Resistência às acelerações linear e angular;
■ Balanço: capacidade de controlar o equilíbrio
■ Influências:
– Massa: proporcional a aceleração necessária 
(Ginástica e futebol americano)
– Atrito: aderência a superfície de contato (Patins e 
caixas)
– Localização do centro de gravidade (em relaçãoà 
base)
– Base de apoio (Lutadores e bailarinas)
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CONCLUSÕES
■ BIOMECÂNICA: primordial para os estudos do movimento humano;
■ Bases consolidadas, baseadas em leis da física;
■ Para entender as desordens é preciso saber o que se espera observar;
■ Tudo é EQUILÍBRIO!!
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
■ Amadio, A.C. & Serrão, J.C. Biomecânica: trajetória e consolidação de uma disciplina acadêmica. 
Rev. paul. Educ. Fís., São Paulo, v.18, p.45-54, ago. 2004.
■ Cadernos de referência de esporte. Biomecânica do movimento humano. – Brasília: Fundação Vale, 
UNESCO, 36 p. 2013. 
■ Campos, Maurício de Arruda. Biomecânica da musculação/ Maurício de Arruda Campos. - Rio de 
Janeiro: Sprint, 2000 
■ Fields, K.B; Bloom, J; Priebe, D; Foreman, B. Biomechanics of the Lower Extremity. Prim Basic Care 
Clin Office Pract., 32 (1) 245–251. 2005.
■ Hall, Susan J. Biomecânica Básica. Revisão Eliane Ferreira – 7. ed. – [Reimpr.] – Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2018.
■ Hamill, J.; Knutzen, K.M. Bases biomecânicas do movimento humano. 3ª ed., Manole, 2012.
■ Kuo, A.D.; Donelan, J.M. Dynamic Principles of Gait and Their Clinical Implications. Phys Ther. 2010 
Feb; 90(2): 157–174.
■ Torricelli, D. et al. Human-like compliant locomotion: state of the art of robotic implementations. 
Bioinspir. Biomim. 11 (2016) 051002.
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