1 Introdução ao estudo da Cinesiologia e Biomecânica (1)

Prévia do material em texto

Introdução ao estudo da Cinesiologia e Biomecânica
Histórico do Estudo do Movimento
Surgiu através de diversos estudiosos, onde cada um em sua época descobriu algo importante sobre o movimento do corpo humano;
Aristóteles (384-322 a.C.) - “pai da cinesiologia” - descreveu pela primeira vez as ações dos músculos;
Observações práticas dos animais em seu ambiente natural;
Arquimedes (287-212 a.C): 
Princípio hidrostático (Lei do Empuxo); 
Lei da alavanca - "Dêem-me uma alavanca e um ponto de apoio e eu moverei o mundo“; 
Citação: “...o animal que se move faz sua mudança de posição pressionando contra o que está embaixo dele...”
Histórico do Estudo do Movimento
Galeno (131-201 d.C.) “o pai da medicina desportiva”; 
Descreveu tônus muscular
Autor do 1º manual de cinesiologia
“Ponta-pé" inicial para o entendimento dos movimentos humanos como resultado da contração dos músculos. 
Por mais de 1.000 anos a cinesiologia ficou esquecida; 
Leonardo da Vinci (1452-1519) – grande retorno dos estudos do movimento:
1º a registrar DADOS CIENTÍFICOS DA MARCHA HUMANA
Descreve a mecânica do corpo humano na postura ereta, na marcha, na descida e na subida, no erguer-se de uma posição sentada, e no salto; 
1687 - Issac Newton promoveu a unificação dos conceitos de força, aceleração, massa, tempo, espaço e referenciais, em um conjunto de três leis: Lei da inércia; Aceleração; Ação e Reação.
 
Histórico do Estudo do Movimento
Borelli (1608 - 1679): 
Pai da Biomecânica - primeiro a estudar MATEMATICAMENTE o movimento; 
Demonstrou que a INSPIRAÇÃO dependia de ação muscular e a EXPIRAÇÃO dependia da elasticidade dos tecidos; 
Benjamin Duchenne (1806-1875): 
Um dos maiores médicos do século XIX, neuropatologista;
A resposta muscular como produto de uma ESTIMULAÇÃO ELÉTRICA; 
Wilhelm Roux (1850-1924): 
Afirmou que a HIPERTROFIA MUSCULAR evolui em um grau maior quanto mais o músculo for forçado a trabalhar; 
John Hughlings Jackson (1834-1911): 
Estabeleceu a relação do movimento muscular com o córtex cérebral. 
Movimentos Articulares
Flexão - movimento realizado no plano sagital que resulta na diminuição do ângulo entre dois segmentos que compreendem a articulação envolvida.
Extensão - movimento realizado no plano sagital, que resulta do retorno a posição inicial após uma flexão.
Movimentos Articulares
Dorsiflexão - movimento realizado no plano sagital que resulta da aproximação do dorso do pé (peito) em relação a tíbia
Flexão Plantar - movimento realizado no plano sagital que resulta do máximo afastamento do dorso do pé em relação a tíbia.
Movimentos Articulares
Abdução - movimento realizado no plano frontal, que resulta do afastamento do segmento corporal da linha média do corpo.
Adução - movimento realizado no plano frontal, que resulta da aproximação do segmento corporal da linha média do corpo.
Movimentos Articulares
Elevação - movimento realizado no plano frontal, que resulta do movimento da escápula para uma posição mais superior.
Depressão - movimento realizado no plano frontal, que resulta do movimento na direção oposta da elevação.
Movimentos Articulares
Rotação - movimento realizado no plano transverso. 
MEDIAL (Interna) é realizada quando ocorre a aproximação da superfície anterior do membro em direção à linha média do corpo. 
LATERAL (Externa) é realizada quando ocorre o afastamento da superfície anterior do membro em relação à linha média do corpo. 
Movimentos Articulares
Pronação - movimento realizado no plano transverso, que resulta da movimentação interna da palma da mão (direção medial).
Supinação - movimento realizado no plano transverso, que resulta da ação oposta à pronação.
Terminologia
Cinesiologia: é a ciência que tem como enfoque a análise dos movimentos do corpo humano. Ou seja, a anatomia estuda as estruturas e a cinesiologia os movimentos possivelmente realizados por esta tal estrutura; Significa estudo do movimento.
O termo cinesiologia vem do grego kínesis = movimento; logo = estudo.
Terminologia
“Biomecânica é a ciência que examina as forças internas e externas que atuam no corpo e seus efeitos”. Hay 
“Biomecânica é a ciência que investiga a ação das forças internas e externas agindo sobre os corpos vivos”. Miller 
Compreender as forças que agem sobre o corpo humano de modo a manipulá-las para que a ação humana possa ser MELHORADA, ou para EVITAR/ PREVINIR possíveis lesões .
 LEHMKUHL & SMITH 
Terminologia
Biomecânica: é a disciplina que usa os princípios da física para estudar, quantitativamente, como as forças interagem em um organismo vivo.
Cinemática: é o ramo da mecânica/biomecânica que descreve o movimento do corpo sem se preocupar com forças ou torques.
Cinética: é o ramo da mecânica/biomecânica que descreve os efeitos da força sobre um corpo.
Engloba as forças que produzem o movimento em um sistema
abrange os aspectos relativos ao tempo, ao espaço e à massa de um sistema em movimento
trata da maneira como os ossos se movimentam no espaço sem levar em conta o movimento das faces articulares, tal como a flexão/extensão do ombro
"tem por objetivo o movimento das faces articulares adjacentes em relação umas às outras – isto é, na mesma direção ou em dire­ ções opostas."
Por que estudar cinesiologia e biomecânica?
Qual a maneira mais segura de pegar ou erguer um objeto pesado? 
Que estratégias devem ser empregadas para aumentar a estabilidade de um jogador de futebol americano? 
Por que algumas pessoas não conseguem flutuar na água?
Áreas de Estudo da Biomecânica
Antropometria: Utiliza trena, balança e até sistemas de digitação a laser no registro dos parâmetros. Permite CRIAR UM MODELO BIOMECÂNICO a partir do modelo antropométrico gerado em função das medidas coletadas; 
Cinemetria: Sistemas de medição dos movimentos e posturas humanos através de imagens, registro de trajetórias, determinação de curvas de velocidade e de aceleração e sistemas de videografia para reconstrução do movimento; 
Dinamometria: Sistemas para obtenção das forças que irão influenciar no movimento (forças internas e externas). 
Eletromiografia: São medidas as diferenças de potenciais elétricos, na tentativa de avaliar as ações musculares, tentando verificar os níveis de participação de cada músculo ou parte deste.
Translação x Rotação
Movimentos de Translação e Rotação do Ombro
Terminologia
Força: é a ação de puxar ou empurrar que pode ser representada por um vetor. Ex: tração, compressão, torção e cisalhamento;
Vetor: é uma grandeza dotada de magnitude e direção. Por exemplo, se você fosse empurrar uma cadeira de rodas, empurraria com certa velocidade e em determinada direção;
Velocidade: é uma grandeza escalar que descreve a rapidez e é mensurado em unidades como metros por segundo (m/s) ou quilômetros por hora (km/h);
Torque: é a tendência da força de provocar rotação em torno de um eixo. Os músculos do corpo produzem movimento em torno dos eixos articulares;
Atrito: é uma força desenvolvida entre duas superfícies, que tende a impedir ou dificultar o movimento de uma superfície sobre outra. 
T = F x d
“é uma barra rígida que gira em torno de um ponto fixo (eixo) quando uma força é aplicada para vencer uma resistência.” 
ALAVANCA
Ex: Gangorra
A Alavanca converte uma força linear em torque rotatório
F1 x b1 = F2 x b2
	No corpo, as forças internas e externas produzem torques por meio de alavancas ósseas;
FORÇAS ATUANTES:
 Músculos
 Gravidade
EIXO:
 Centro da articulação
EQUILÍBRIO:
 Contração isométrica
DESEQUILÍBRIO:
 Movimento articular
Elementos das alavancas
Ponto de apoio (PA) – ponto onde se apóia a alavanca para realizar um trabalho (EIXO);
Potência ou força motriz (P) – força que aplicamos à alavanca para mover ou equilibraro sistema. (FORÇA)
Resistência ou força que resiste (R) – força que deve ser vencida.
Braço de potência (BP) – distância que vai do PA ou E até o ponto de aplicação da potência (P ou F)
Braço de Resistência (BR) – distância que vai do PA ou E até o ponto de aplicação da resistência (R)
PA
BP
BR
R
P
 A RESISTÊNCIA a ser vencida inclui o peso da parte a ser movida, a gravidade ou o peso externo.
 A disposição do eixo E em relação à força F e a resistência R vão determinar o tipo de alavanca.
Tipos de alavancas
1. Alavanca de primeira classe ou INTERFIXA
PA está localizado entre P e R 
PA
P
R
BP
BR
Ex: gangorra
Alavanca interfixa
É alavanca de EQUILÍBRIO.
A força necessária para vencer a resistência depende do comprimento de BP e BR.
As forças interna e externa geralmente agem em direções lineares similares.
alavanca interfixa
Tipos de alavanca
2. Alavanca de segunda classe ou
 INTER-RESISTENTE
R localizado entre PA e P
PA
P
R
BP
BR
alavanca inter-resistente
Alavanca inter-resistente
É uma alavanca de FORÇA.
Usada para a força.
BP > BR, produzindo uma potência elevada e um decréscimo no caminho percorrido.
alavanca inter-resistente
FICAR NA PONTA DOS PÉS
 EIXO: articulações metatarsofalangeanas
 POTÊNCIA: músculos da panturrilha
 RESISTÊNCIA: peso do corpo
BP > BR
Tipos de alavancas
3. Alavanca de terceira classe ou INTERPOTENTE
P localizada entre PA e R
PA
P
R
BP
BR
Alavanca interpotente
alavanca interpotente
É uma alavanca de VELOCIDADE.
Permite que aos músculos inserirem-se próximos ás articulações e produzirem movimentos rápidos e amplos, 
porém perdendo a força.
BR > BP
OBSERVAÇÃO
Alavancas de 3ª classe são as mais comuns:
os músculos do corpo geralmente se ligam aos ossos em pontos relativamente próximos ao eixo de rotação da articulação;
As forças de resistência opostas à ação dos músculos geralmente são distais, nos pés ou mãos;
Ex: bíceps braquial, quadríceps, deltóide
Vantagem mecânica (VM)
 Resulta da relação entre o braço da força potente e o braço da força resistente.
		 Braço de força potente (BP)
	VM = ------------------------------------------
		 Braço de força resistente (BR)
VANTAGEM MECÂNICA
Alavanca de 1ª classe (interfixa)
VM igual, menor ou maior que 1
Alavanca de 2ª classe (inter-resistente)
VM > 1, ou seja, BF > BR
Para ter equilíbrio: F < R 
Alavanca de 3ª classe (interpotente)
VM < 1, ou seja, BF < BR
Para ter equilíbrio: F > R
Equilíbrio nas alavancas
P x BP = R x BR
onde deduz-se que:
					R x BR
				P = -------------
					 BP
		
Equilíbrio nas alavancas
BF e BR mesmo comprimento
quantidade de força e resistência é igual 
sistema balanceado
 nenhum movimento ocorre! 
Exercício dirigido
Considere as demandas de força colocadas sobre os músculos supraespinhoso e deltóide para manter o ombro abduzido a 90 graus enquanto um peso externo de 35,6 N (3,6 kg) é segurado na mão. O braço de alavanca interno é de 2,5 cm e o centro de massa do peso externo apresenta um braço de alavanca externo de 50 cm (o peso do membro é ignorado). Para que essa alavanca mantenha o equilíbrio, responda:
a) Qual o tipo de alavanca do exemplo?
b) Calcule a Força exercida pelos músculos para manter o ombro a 90 graus de abdução (em Newton);
c) Calcule a Vantagem Mecânica (VM) dessa alavanca.
Exercício dirigido
Analise as figuras que seguem e responda: qual o tipo de alavanca e explique porque.
2) 
Exercício dirigido
3) 
Exercício dirigido
4)