Cinesiologia - Parte básica

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Fabiano Botelho Siqueira, MSc.
Cinesiologia 1
Cinesiologia
(Leonardo da Vinci. Vitruvian Man. 1492)
Profª Luci Fuscaldi Teixeira-Salmela, Ph.D. lfts@ufmg.br
Cinesiologia
• Derivado do grego
– Kinein = mover
– Logos = descrever
– ESTUDO DO MOVIMENTO
• Curiosidade científica 
dos seres humanos pelo 
movimento animal
• Aristóteles (384-322 A.C.)
– “o animal que se move 
muda de posição. 
pressionando o que está 
debaixo dele” 
Objetivos
• Teorias e princípios 
– anatomia, fisiologia, psicologia, 
antropologia, mecânica, física, 
matemática, ortopedia, neurologia, 
patologia
• Por que estudar Cinesiologia?
– Compreender as forças que agem 
sobre o corpo humano e manipulá-
las para que a ação humana possa 
ser melhorada, mantida, ou para que 
lesões sejam evitadas
Conceito da Cinesiologia
• Podemos definir cinesiologia 
agora?
– Grosseiramente: estudo do 
movimento
– Ciência que estuda o 
movimento, que descreve sua 
direção, posição, compreende 
as forças que o iniciam, 
mantém e afetam, aplicando 
conceitos de anatomia, 
biomecânica, fisiologia... para 
que a ação humana possa ser 
melhorada
Aplicação da Cinesiologia
• Aplicação
– Ortopedia
– Pneumologia
– Pediatria
– Neurologia
– Geriatria
– Ciências do 
esporte 
Conceitos básicos em Biomecânica
• Princípios físicos e forças 
que agem no corpo
• Conceitos da mecânica 
aplicados a sistemas 
biológicos
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Cinesiologia 2
Cinemática
• Descreve movimento 
sem preocupar com as 
forças que o produzem
• Variáveis
– Tipo de movimento
– Localização
– Direção
– Quantidade (magnitude)
Cinemática
• Corpo Humano
– Compreendido como grande objeto 
formado por conjunto de alavancas. 
– Movimento do corpo X Movimento de suas alavancas.
• Tipos de movimento
– Rotatório (angular)
– Translatório (linear)
– Curvilíneo
Tipos de movimento
• Rotatório (movimento angular)
– Segmentos se movem em forma de 
curva sobre um eixo fixo
– Suposto corpo rígido se move em 
trajetória circular em um ponto 
central
– Pontos dos segmentos mantém 
distância fixa do eixo
– Poucas articulações possuem eixo 
fixo, porém por didática vários 
movimentos são ditos como 
rotatórios
– Exemplo: 
• flexão do cotovelo
OCORREM AO REDOR DE UMA 
LINHA IMAGINÁRIA CHAMADA 
EIXO DE ROTAÇÃO.
O eixo está no ponto em que o movimento de 
rotação do corpo é zero. No corpo humano, o eixo 
de rotação está localizado dentro da estrutura 
articular ou muito próxima à ela.
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Tipo de movimento
• Translatório (movimento linear)
– Segmentos movem em linha reta 
paralelamente no espaço
– Todas as partes de um corpo rígido
movem-se paralelas e na mesma 
direção das outras partes desse corpo
– Exemplo: 
• Tração articular
• Deslizamento articular
– Importância:
• Estabilidade 
Tipo de movimento
• Curvilíneo
– Combinação de rotatório e 
translatório
• Exemplo clássico
– bola lançada no ar - gira 
sobre seu eixo mais 
deslizamento linear no 
espaço
– Cotovelo 
Cinemática
• Localização do movimento 
– Posição anatômica
– Movimento ocorre paralelo a um 
plano seguindo sistema de 
coordenadas universais ( x,y,z )
– 3 planos com 3 eixos perpendiculares
– Movimentos ocorrem paralelos aos 
planos e perpendiculares aos eixos
– Planos
• Frontal
• Sagital
• Transversal
Posição Anatômica
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Cinesiologia 4
Planos de delimitação
A – anterior (ventral)
P – posterior (dorsal)
D – lateral direito
E – lateral esquerdo
C – cranial, superior ou proximal
P1 – podálico, inferior ou distal 
Eixos:
Sagital ou ântero-posterior
Longitudinal ou crânio-caudal
Látero-lateral ou lateral
Planos de secção
Planos de secção
Sagital
Plano que divide o corpo humano em metades D e E.
Planos de secção
Frontal
Plano de secção paralelo aos planos ventral/anterior e 
Dorsal/posterior.
Planos de secção
Transversal
Plano de secção paralelo aos planos cranial/proximal e 
Caudal/distal.
Planos de movimento
• Frontal (coronal)
– Divide o corpo em anterior/posterior
– Eixo sagital ou ântero-posterior 
• Sagital 
– Divide o corpo em metades 
esquerda/direita
– Eixo frontal ou lateral
• Transversal 
– Divide o corpo em superior/inferior
– Eixo vertical ou longitudinal 
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Cinesiologia 5
Planos de movimento
– baseados na posição anatômica
– interseção no centro de gravidade do corpo = centro de 
massa (S2)
– Plano Sagital
• lados D e E
– Plano Frontal
• partes anterior e posterior
– Plano Transverso
• partes superior e inferior
Terminologia sobre o Movimento Humano
• Articulação
ponto de união de 2 ossos nos pontos extremos ou 
lateralmente
• Segmento Corporal
– secção do corpo localizado entre 2 articulações
– antebraço
– exceções
• mãos, pés e cabeça (apenas um extremo)
• Eixo
– centro da articulação
– linha imaginária 
Tipos de Articulações
– Uniaxial
• movimento em apenas um plano
• 1 grau de liberdade de movimento
• exemplos: cotovelo, radioulnar, interfalangianas, 
joelho, tornozelo e atlantoaxial
– Biaxial
• Movimento ao redor de 2 eixos e 2 planos diferentes
• exemplos: punho, metacarpofalangianas e 
metatarsofalangianas 
– Multiaxial
• 3 ou mais planos
• exemplos: quadril e ombro
Termos de posição e direção
Proximal x Distal
Termos especiais utilizados 
para partes dos membros, 
relacionados à distância da raiz.
Localização de Segmentos
– Anterior ou Ventral
• ponto na frente do corpo no plano sagital
– Posterior ou Dorsal
• ponto detrás do corpo no plano sagital
– Medial/Lateral
• ponto próximo ou longe da linha média no plano frontal
– Proximal, superior ou Cranial
• ponto localizado na parte superior do corpo no plano 
transverso
– Distal, inferior ou Caudal
Cinemática
• Direção do movimento rotatório
– Através de termos anatômicos
• Flexão
• Extensão 
• Abdução
• Adução
– Obs: 
» segmentos que fazem parte da linha média: flexão 
lateral. Ex: cabeça/ tronco
• Rotação medial
• Rotação lateral
– Obs: 
» segmentos que fazem parte da linha média : 
rotação para direita/esquerda
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Direção do movimento
• Flexão
– Superfícies das alavancas 
se aproximam
– Plano sagital
• Extensão 
– Superfícies se afastam
– Plano sagital
Análise do Movimento Humano
• Posição Anatômica de Referência
• Movimentos
– Flexão/extensão
• Plano sagital e eixo látero-lateral
– Flexão
• reduz ângulos entre os segmentos
• direção anterior
• flexão dorsal/flexão plantar
• hiperflexão
– Extensão:
• aumenta ângulo entre os segmentos
• direção posterior
• hiperextensão
– Elevação/depressão escapular:
• movimento vertical da escápula
Direção do movimento
• Abdução
– Segmento distal da 
alavanca se afasta da linha 
média
– Plano frontal
• Adução
– Segmento distal aproxima-
se da linha média
– Plano frontal
Abdução/Adução
• Plano frontal e eixo ântero-posterior
– Abdução
• articulações biaxiais ou multiaxiais
• abdução dos dedos
– relação ao dedo médio na mão
– 2º dedo no pé
– desvio radial/ulnar
• Tronco: flexão lateral
• Abdução horizontal
• Eversão
• Oposição do polegar
– Adução
• movimento em direção a linha média
• adução horizontal
• inversão
Direção do movimento
• Rotação medial (interna) 
– Rotação no sentido da linha 
média
– Plano transversal
• Rotação lateral (externa)
– Rotação afastando da linha 
média
– Plano transversal
Rotação Medial/Lateral
– Plano transverso e eixo longitudinal
– Articulações
• ombro, quadril e rádio-ulnar
– Rotação medial
• segmento roda em direção a linha média
• pronação
– Rotaçãolateral
• direção oposta a linha média
• Supinação
• Protração/retração Escapular
– movimento dos ombros para frente/para trás
– acompanhado de rotação umeral
• Circundução
– articulações biaxiais/multiaxiais
– movimento combinado
– cinturas pélvica e escapular
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Cinesiologia 7
Cinemática
• Direção do movimento translatório
– Compressão 
• Segmentos movem em direção a articulação
– Distração
• Segmentos afastam da articulação.
– Deslizamento
• Segmentos deslizam entre si
Quantidade do movimento 
rotatório
• É medida pela amplitude de 
movimento (ADM), expressa 
em graus
• Ângulo formado pelos 
segmentos articulares
• Goniômetro
Quantidade do movimento 
translatório
• É medida pelo deslocamento, expressa em mm
• Instrumentos padronizados
– KT-1000
Cadeias Cinéticas
• Aberta
– Segmento distal livre ou fixo
– Movimento isolado
Cadeias Cinéticas
• Fechada
– Segmento distal fixo
– Envolve mais de uma articulação
Cadeias Cinéticas
• Cadeia Fechada
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Cinesiologia 8
Cadeias Cinéticas
• Fechada
Cadeias Cinéticas
Segmento distal livre
Cadeia aberta
Cadeias Cinéticas
Segmento distal fixo
Movimento isolado
uma articulação
Movimento combinado
mais de 1 articulaçao
Cadeia aberta Cadeia fechada
Cinética
• Permite análise das forças que agem sobre o 
corpo/segmentos
• Força
– Perturbação mecânica ou carga imposta a um 
objeto ou material
• Forças externas
– Fontes externas ao corpo
– Ex: gravidade
• Forças internas
– Fonte interna do corpo
– Ex: músculos
Forças
• F= ma (N)
– tende a produzir ou mudar a direção do 
movimento
• Características
– Amplitude: quantidade aplicada (N)
– Linha de aplicação: imaginária em direção a 
aplicação da força
– Relação ao sistema de coordenadas X-Y-Z
– Sentido
– Ponto de aplicação
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Forças
• Sobrecarga
• Combinaçao de forças externas sobre um 
objeto
• Potência
• Habilidade do músculo em produzir ou 
resistir uma força ou de um objeto em 
resistir uma deformação
• Envolve tempo (Watts)
• Pressão
• Quantidade de força por área de aplicação
• P=F/A
Forças
• Massa
• Quantidade de matéria (Kg)
• Oferece resistência ao movimento linear
• Peso
– Massa X aceleração (N)
– Massa corporal = 60 Kg e Peso= 600 N
• Centro de Massa
• Coincide com o centro geométrico
• Próximo a parte maior e mais pesada
• Varia com a constituição física, idade e sexo
Forças
• Contato
• Força entre dois objetos em contato
• Atrito
• Resiste ao deslizamento entre 2 
objetos
Forças
• Tipos de Forças
• Gravidade: F= mg
• Linha de aplicação centro de massa
• Reação do solo
• Muscular
• Linha de ação: através dos tendões
• Sentido: centro do músculo
Tipos de Contração
• Isotônica
• Concêntrica: FM > forças externas
• Excêntrica: forças externas > FM
• Isométrica
• Comprimento inalterado
• FM= forças externas
• encurtamento de elementos contráteis 
e alongamento dos elásticos
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Tipos de contrações
• Isocinética 
• velocidade constante 
• Ecocêntrica
• comprimento inalterado
• movimento articular visível
• músculos biarticulares
Isocinética
Isocinética
Ecocêntrica
Ecocêntrica Cinética
• Forças vetoriais
– Toda força que age sobre o 
corpo pode ser escrita como 
um vetor
– Definido por:
• Ponto de aplicação no segmento
• Linha de ação
• Direção
• Quantidade de força
– Ex: bíceps braquial com linha 
de ação indicando 
tracionamento, rotação do 
antebraço
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Centro de gravidade (CG)
• Ponto da aplicação da 
força da gravidade 
– Vertical para baixo
• Ponto hipotético onde 
parece que toda massa 
está concentrada
• Ponto que torna o objeto 
equilibrado
Centro de gravidade (CG)
• No corpo humano
– Posição anatômica
– Anterior a S2
– Muda de acordo com o 
movimento, podendo localizar 
fora do corpo
• Ex: flexão da coluna
Estabilidade e CG
• CG dentro da base de 
suporte = Estabilidade
• Fatores a se considerar:
– Quando > base de suporte > 
estabilidade.
– Quando mais perto CG da 
base > estabilidade
Pontos clínicos:
• Uso de muletas: 
– Alarga a base, aumenta estabilidade
• Equilíbrio: 
– diminui altura, diminui desvio CG
Pontos clínicos:
• Idosos/Parkinsonianos: 
– aumenta base, aumenta estabilidade
• Segurando uma mala: 
– Inclinação traz CG para base de 
suporte
Sistema concorrente de 
forças
• Sistema cujas forças agem sobre 
mesmo ponto em diferentes direções
• Maioria das forças no corpo são 
parte de um sistema concorrente
• Resultante dessas forças dado pelo 
processo de composição de forças
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Cinesiologia 12
Sistema concorrente de 
forças
• Composição de 
forças:
– Ex: dois homens 
tracionando um bloco 
formando um ângulo 
reto
– Regra do polígono: 
vetores paralelos às 
forças
– R= Diagonal
Sistema concorrente de 
forças musculares
• Usado para determinar R de 
dois ou mais músculos/ 
segmentos de um só músculo 
com o mesmo ponto de 
aplicação e direções diferentes
• Exemplos: 
– Deltóides anterior + posterior
– Gastrocnêmio medial + lateral.
Polias anatômicas
• Direção da linha de ação do 
músculo alterada por 
proeminência óssea
• Não alteram a magnitude da 
força aplicada
• Exemplos: 
– Patela como polia para o 
quadríceps femoral
– Cabeça do úmero 
(arredondada) como polia para 
o deltóide
Sistema Paralelo
• Forças no mesmo plano com linhas de 
ações diferentes
• Exemplo: 2 crianças numa gangorra
• Força age a uma distância de um ponto 
fixo tende a causar rotação do corpo
• Braço de Alavanca
• Distância do ponto de aplicação da força 
ao centro de rotação
Alavancas de 1a classe
• Duas forças são aplicadas 
sobre cada lado de um eixo
• Semelhantes a gangorra
• Poucas no corpo
• Ex:
– Contração do tríceps sural
• Tríceps sural (força)
• Tornozelo (eixo)
• Centro de massa do pé 
(resistência)
Alavancas de 2ª classe
• VM ~2 
• Resistência localizada entre a força 
e o eixo
• VM sempre >1
• Alavanca de força
• Ação do braquiorradial na flexão do 
cotovelo
R
F
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Cinesiologia 13
Alavancas de 2a classe
• Duas forças aplicadas de 
forma que a resistência 
encontra-se entre a força e o 
eixo
• BF > BR
• Alavancas potentes, porém 
raras
• Ex: 
– contração excêntrica do bíceps 
braquial se opondo a extensão 
do cotovelo pela ação da 
gravidade
Alavancas de 3ª classe
• VM~0.5
• Força localizada entre o eixo e a resistência
• BFsempre < BR
• VM sempre < 1
• Proporciona velocidade para mover um peso 
pequeno em longas distâncias
• Mais comuns
• Exemplos: biceps no cotovelo
F
R
Alavanca de 3a classe
• Duas forças aplicadas de 
forma que, a força encontra-
se entre a resistência e o eixo
• BR > BF
• Pouco potentes, porém 
comuns
• Ex: 
– bíceps flexiona o cotovelo contra 
G
Torque
• Habilidade da força de rodar/ girar 
segmento
• T= magnitude de força (F) X distância 
⊥ ao eixo (d⊥)
• d⊥ = menor distância entre linha de 
ação de F e eixo dada por linha 
perpendicular a linha de ação de F 
intersectando eixo
Torque 
• F = 120 N, df = 2cm
• P = 10 N, dp = 10cm
• Tf = 120 N x 0,02m = 2,40 Nm
• Tp= 10 N x 0,1m = -1,0 Nm
• TR= 2,40 – 1,0 = 1,4 Nm
• Qual o tipo desta alavanca ?
F = 120 N
P = 10 N
2 cm
10 cm
Composição de forças no 
sistema paralelo
• TR = Tp +Ts - Tf
• Se: 
– F = 120N, df = 2cm 
– P = 10N, dp = 10cm 
– S = 20N, df = 15cm
• TR = (120* 0,02) + (-10 *0,1)+ (-20 * 0,15) 
TR = 2,4 -1,0 - 3,0
• TR = -1,6 Nm
• Qualo tipo da alavanca?
• Qual direção move o sistema?
• Qual o grupo muscular?
F = 120 N
2 cm
10 cm
P = 10N
S = 20N
15 cm
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Cinesiologia 14
Vantagem mecânica das 
alavancas
• Medida de eficiência do sistema
• VM = BF/BR 
• Quando BF > BR → VM > 1
• Menor força para gerar torque, pois 
F x BF = R x BR
• Ex: 
– Se: BF = 5cm, R = 10N, BR = 1cm, temos:
• F(N) x 0,05m = 10N x 0,01m 
• F = 2N (menor F para manter o sistema em equilíbrio)
• Obs: para alavancas 1a de classe não há regra
Questão de prova
• Qual o tipo de alavanca tem maior VM?
x
Ponto clínico
• No exercício terapêutico, 
aumenta-se ou diminui-se 
a dificuldade do exercício 
quando resistência se 
afasta do eixo?
Vantagem x Desvantagem 
mecânica
• Se a maioria das alavancas é de terceira 
classe, onde BR > BF o sistema é ineficiente?
• Quanto mais próximo do eixo estiver o ponto 
de aplicação da força, maior será a amplitude 
do movimento, apesar de mais força ser 
necessária para girar o sistema
Trabalho 
• Δ = Força x deslocamento
• Quando um músculo exerce força (alavanca 
3a classe) ele despende energia e força para 
ganhar velocidade e distância
• Quando um músculo exerce força resistiva 
(alavanca 2a classe) vai ganhar pouca 
velocidade e distância, mas realiza um 
trabalho negativo e utiliza menos força e 
energia
Momento de força muscular
• T = f x d ⊥, onde d= distância do ponto 
de aplicação da força ao eixo = BF.
• Verdadeiro onde a linha de ação 
muscular é perpendicular ao segmento
– Ex: bíceps a 90 graus de flexão
• Porém, a maioria dos músculos inserem 
em ângulos diferentes de 90° com o 
segmento
• d = Momento = linha perpendicular à 
linha de força do músculo conectando-a 
com eixo 2cm ∝ = 60°
F
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Cinesiologia 15
Resolução de força
• Pergunta:
– “Se a força é aplicada em outro ângulo com o 
segmento que não 90 graus o torque é 
menor, para onde vai o resto desse torque?”
• Primeiro vimos que:
– T= F x M; onde M é a distância perpendicular 
da linha de força do eixo. Portanto, a porção 
da força que é aplicada perpendicular ao 
segmento - rotatória - outra porção - resto.
• Força pode ser decomposta em 2:
– Rotacional - perpendicular ao segmento 
– Translatória - compressão (direção à 
articulação) e distração (oposta à articulação)
• Componente translatório – útil para 
estabilidade
2cm ∝ = 60°
F
Fr
Ft