2 Conceitos básicos de Biomecânica

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Prof a. Dr. F láv ia Porto
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prof .f lav ia.porto@celsolisboa.edu.br
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CONCEITOS BÁSICOS DE 
BIOMECÂNICA 
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BIOMECÂNICA
 "...Biomecânica é uma matéria das ciências naturais
que se preocupa com a análise física dos sistemas
biológicos, examinando, entre outros, os efeitos de
forças mecânicas sobre o corpo humano em
movimentos cotidianos, de trabalho e de esporte...".
(BAUMANN, 1980)
(BATISTA. Perspectiva em educação Física Escolar, Niterói, v. 2, n. 1, p. 36-49, 2001)
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CINESIOLOGIA
 “É o estudo científico do movimento humano, e
pode ser um termo genérico usado para descrever
qualquer forma de avaliação anatômica, fisiológica,
psicológica ou mecânica do movimento humano.”
 “É o estudo dos componentes do corpo
necessários para obter e desempenhar um
movimento ou ação humana.”
(HAMILL & KNUTZEN, 1999)
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CINESIOLOGIA e BIOMECÂNICA
Análise do 
Movimento 
humano
Biomecânica Cinesiologia
Parâmetros 
AntropométricosCinemática Cinética
Linear LinearAngular Angular
Anatomia 
Funcional
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INTERDISCIPLINARIDADE
Fisiologia
Aprendizagem motora
Anatomia
Neurociências
Treinamento desportivoBiologia
Mecânica
Engenharia
Medicina
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ÁREAS DE ATUAÇÃO
Se podemos admitir uma grande 
quantidade de conceitos para Biomecânica 
significa que ela provavelmente trabalha 
com diferentes objetos e os aborda 
orientada por, também, distintos objetivos.”
(BATISTA. Perspectiva em educação Física Escolar, Niterói, v. 2, n. 
1, p. 36-49, 2001)
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ANÁLISE DO MOVIMENTO
Biomecânica
Cinesiologia
Biomecânica 
– Ocupacional
– Aeroespacial 
– Clínico-ortopédica
– De tecidos e biomateriais
– Interna 
– Musculoesquelética
Biomecânica do
– Esporte 
– Exercício
Biomecânica da
– Dança
– Postura
– Lesão
– Locomoção
Instrumentação biomecânica
– Métodos, modelagem, 
simulação e otimização
– Processamento de sinais
Instrumentação Biomecânica
– Cinemetria
– Dinamometria
– Antropometria
– Eletromiografia
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ALGUMAS QUESTÕES QUE PODEM SER 
RESPONDIDAS PELA BIOMECÂNICA
 Por que a natação não é a melhor forma de
exercício para indivíduos com osteoporose?
 Qual é maneira mais segura de levantar um objeto
pesado?
 Por que o monitor deve estar na altura dos olhos
do usuário?
 Que estratégias um idoso ou um jogador de
futebol americano pode usar para aprimorar a
estabilidade?
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BREVE HISTÓRICO DA BIOMECÂNICA
 Aristóteles (384 - 322 a.C.)
 É considerado como o pai da Cinesiologia.
 Desenvolveu os tratados: Partes dos Animais,
Movimentos dos Animais e Progressão dos
animais. Que foram os primeiros trabalhos a
descrever as ações dos músculos, submetendo-
os a uma análise geométrica.
(GURGEL, 2004 – material de aula)
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BREVE HISTÓRICO DA BIOMECÂNICA
 Aristóteles (384 - 322 a.C.)
 “... O animal que se move está pressionando
contra o que está embaixo dele...”
“De Motu animalium”, Aristóteles.
 Foi o primeiro a descrever e analisar o
complexo processo de deambulação da
marcha.
 Foi precursor das leis de Newton, revelando
notável compreensão do papel do centro de
gravidade, das leis do movimento e das
alavancas.
(GURGEL, 2004 – material de aula)
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BREVE HISTÓRICO DA BIOMECÂNICA
 Arquimedes (287 - 212 a.C.)
 Determinou os princípios hidrostáticos que
governam os corpos flutuantes que até hoje
são válidos na biomecânica da natação.
 Criou as leis das alavancas.
 Seus tratados sobre a determinação do
centro de gravidade são descritos como a
fundação da mecânica teórica.
(GURGEL, 2004 – material de aula)
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BREVE HISTÓRICO DA BIOMECÂNICA
 Galeno (131 a 201 d.C.)
 É considerado o primeiro médico esportivo da
história. Acumulou conhecimentos
substanciais do movimento humano.
 Escreveu o ensaio “De Motu Musculorum” no
qual distinguiu entre nervos motores e
sensitivos e entre músculos agonistas e
antagonistas.
 A contração muscular resultava da passagem
dos “espíritos animais” do cérebro através
dos nervos para os músculos.
(GURGEL, 2004 – material de aula)
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BREVE HISTÓRICO DA BIOMECÂNICA
 Leonardo da Vinci (1452 a 1519 d.C.)
 Se interessou principalmente pelo estudo da
estrutura do corpo humano no que concerne
ao seu desempenho e pela relação entre o
centro de gravidade e o equilíbrio.
 Descreveu a mecânica do corpo humano na
posição ereta, na deambulação em pisos
angulados, na elevação a partir da posição
sentada e no salto.
(GURGEL, 2004 – material de aula)
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BREVE HISTÓRICO DA BIOMECÂNICA
 Galileu Galilei (1564 - 1643 d.C.)
 Demonstrou que a aceleração de um corpo
em queda livre não é proporcional ao seu
peso e que a relação do espaço, tempo e
velocidade é o fator mais importante no
estudo do movimento.
 Inaugurou a mecânica clássica e introduziu a
metodologia experimental na ciência.
 Provou que a trajetória de um projétil através
de um meio sem resistência é uma parábola.
(GURGEL, 2004 – material de aula)
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BREVE HISTÓRICO DA BIOMECÂNICA
 Giovanni Alfonso Borelli (1608 - 1679
d.C.)
 É considerado o pai da Biomecânica
moderna.
 Escreveu o Tratado “de Motu Animalium”
(1630 ou 1631), que descreveu a quantidade
de força produzida por vários músculos e a
perda de força em consequência de uma
ação mecânica desfavorável.
 Criou a teoria que os ossos funcionam como
alavancas.
(GURGEL, 2004 – material de aula)
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BREVE HISTÓRICO DA BIOMECÂNICA
 Isaac Newton (1642 - 1727 d.C.)
 Lançou os fundamentos da dinâmica moderna.
 Formulou a lei da gravitação universal.
 Foi o primeiro a sistematizar a física, através da
formulação de três leis que regem o movimento e
repouso dos corpos.
(GURGEL, 2004 – material de aula)
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LEITURAS RECOMENDADAS
 RASCH, Philip J. A História da Cinesiologia. In: _____.
Cinesiologia e Anatomia Aplicada. 7. ed. Rio de
Janeiro: Guanabara Koogan, 1991. p. 3-11.
 HAMILL, J.; KNUDSON, K. M. Terminologia básica. In:
____. Bases biomecânicas do movimento humano. 2.
ed. São Paulo: Manole, 2003. p. 4-5.
 PORTO, F.; ROCHA, T. C.; CORDEIRO, R. C. F. S. C.;
GURGEL, J. L. Biomecânica e Educação Física:
formação de pessoal e desenvolvimento de pesquisa.
Revista Brasileira de Biomecânica (Impresso), v.14,
p.1-8, 2013.
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TERMINOLOGIA ESPECÍFICA
Para comunicar uma informação específica
acerca do movimento humano é necessário uma
terminologia especializada capaz de identificar
com exatidão as posições e direções corporais.
(HALL. Biomecânica básica, 2006)
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• Termos anatômicos
• Sistemas de referência 
• Descrição dos movimentos articulares
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POSIÇÃO ANATÔMICA DE REFERÊNCIA
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DIRECIONAIS ANATÔMICOS 
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Servem para relacionar a 
posição entre segmentos 
corporais e entre tais 
segmentos e outros 
objetos externos.
*Ainda: superficial, 
profundo
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PLANOS (ANATÔMICOS) DE REFERÊNCIA
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Plano sagital
Plano frontal
Plano 
transversoPlanos cardinais
Três planos perpendiculares
imaginários de referência que
dividem o corpo pela metade em
termos de massa.
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EIXOS (ANATÔMICOS) DE REFERÊNCIA
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Eixo 
longitudinal/ 
P. transverso
Eixo sagital 
P. frontal
Eixo 
transverso/ 
P. sagital
Eixo de referência:
Eixo de rotação imaginário
que passa pela articulação à
qual esse segmento está
ligado.
Cada um está
orientado
perpendicularmente a
um dos planos de
referência.
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DESCRIÇÃO DOS MOVIMENTOS 
(ARTICULARES)
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Plano frontal
• Abdução
• Adução
• Flexão lateral do tronco direita e
esquerda
• Elevação e depressão da escápula
• Desvio radial e ulnar do punho
Plano sagital
• Flexão
• Extensão
• Hiperextensão
Plano transverso
• Rot. interna
• Rot. externa
• Supinação
• Pronação
• Rot. direita
• Rot. esquerda
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 É preferível observar alguém executando uma
rosca tríceps de uma vista lateral, anterior ou
posterior? Por quê?
 Quais as articulações envolvidas e que
movimentos ocorrem durante a execução do
supino reto?
De posse da terminologia específica para análise do
movimento humano, somos capazes de responder, por
exemplo: 27
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ENADE 2010 (Questão 22)
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FORMAS DE MOVIMENTO
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 Movimento de translação (linear);
 Movimento de rotação (angular);
 Movimento curvilíneo.
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MOVIMENTO DO COG
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Vélez AG, Tous EE. Una metodología sencilla para el análisis cinemático en dos dimensiones: desequilibrio 
y despegue del flic–flac en suelo
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FORMAS DE MOVIMENTO
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 Na marcha humana, que formas de movimento são
predominantes?
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BIOMECÂNICA MUSCULAR
 Origem – Ponto mais proximal.
 Inserção – Ponto mais distal.
 Aponeurose – Linha larga e
delgada tendínea.
 Agonistas- Musculatura
favorável ao movimento.
 Antagonistas- Musculatura
contrária ao movimento.
 Sinergistas - contribuem para
estabilização do movimento, ou
para a resultante final.
(GURGEL, 2004 – material de aula)
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AÇÃO MUSCULAR CONCÊNTRICA
 Ocorre quando o momento
resultante da força motora (Mm) é
maior que o momento resultante
força resistente (Mr).
•Força motora resultante
•Distância do Ponto de aplicação da força 
motora até o eixo de movimento (d1). 
•Força resistente resultante.
•Distância do Ponto de aplicação da força 
resistente até o eixo de movimento (d2).
d2
d1
Momento = F * d
(GURGEL, 2004 – material de aula)
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AÇÃO MUSCULAR EXCÊNTRICA
 Ocorre quando Mm é maior
que o limiar significativo e é
menor que a Mr.
•Força motora resultante
•Distância do Ponto de aplicação da força 
motora até o eixo de movimento (d1). 
•Força resistente resultante.
•Distância do Ponto de aplicação da força 
resistente até o eixo de movimento (d2).
d2
d1
(GURGEL, 2004 – material de aula)
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AÇÃO MUSCULAR ISOMÉTRICA
 Ocorre quando Mm é igual a Mr.
Obs: Não ocorre movimento externo aparente.
d2
d1
•Força motora resultante
•Distância do Ponto de aplicação da força 
motora até o eixo de movimento (d1). 
•Força resistente resultante.
•Distância do Ponto de aplicação da força 
resistente até o eixo de movimento (d2).
(GURGEL, 2004 – material de aula)
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Tipos de AÇÃO Muscular
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d2
d1
Torque = F x d x sen α
d2
d1
d2
d1
ܣ = ߨݎଶ
Concêntrica
Mm>Mr
Excêntrica
Mm<Mr
Isométrica
Mm=Mr
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http://underpop.online.fr/b/biomecanica-da-musculacao/musculacao-147.htm
QUAL A AÇÃO MUSCULAR DOS 
EXTENSORES DE COTOVELO?
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 Para aceleração maior que a da gravidade na fase de
extensão do cotovelo?
 Para aceleração igual a da gravidade?
 Para aceleração menor que a da gravidade?
QUAL A AÇÃO MUSCULAR DOS 
FLEXORES DE COTOVELO?
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 Qual a ação muscular 
dos flexores de joelho?
1 para 2?
2 para 3?
3 para 1?
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3
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EXERCITANDO - “Pullover completo”
a. Identifique as articulações envolvidas que apresentam
movimento mais significativo + tipo de movimento em cada uma.
b. Informe os planos e eixos de predominância do movimento.
c. Divida o movimento em fases (os instantes 1, 2 e 3 são
mostrados).
d. Identifique as musculaturas envolvidas e tipos de contração.
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3
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EXERCITANDO - Agachamento
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i1 i2 i3
a. Identifique as articulações envolvidas que apresentam
movimento mais significativo + tipo de movimento em cada uma.
b. Informe os planos e eixos de predominância do movimento.
c. Divida o movimento em fases (os instantes 1, 2 e 3 são
mostrados).
d. Identifique as musculaturas envolvidas e tipos de contração.
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LEITURAS RECOMENDADAS
 HALL, Susan J. Cinemática linear do movimento
humano. In: ____. Biomecânica Básica. Rio de
Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. p. 319-331.
 HAMILL, Joseph; KNUTZEN, Katheleen M.
Terminologia básica. In: ____. Bases biomecânicas
do movimento humano. 2ª ed. São Paulo: Manole,
2008. p. 3-30.