05 Mecanismos Propulsores e Dinâmica dos fluídos

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Mecanismos Propulsores e 
Dinâmica dos fluídos
Prof. Esp. Jefferson Lima
PROPULSÃO?
PROPULSÃO EM NATAÇÃO – É a capacidade que
um corpo tem de se locomover dentro d’água com
seus próprios recursos (Machado, 2004). A
propulsão do nadador depende do trabalho de
movimentos coordenados de pernas e braços.
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INÉRCIA1ª LEI DE NEWTON: 
“Um corpo só altera o estado de repouso ou
movimento se sofrer uma força externa.”
“Propriedade que os corpos têm de manter seu estado
natural de repouso ou movimento retilíneo e uniforme.”
“Se tá parado, permanece parado e se está
em movimento, continua em movimento reto
e com velocidade constante, até que uma
força mude isso.”
- Resistência do ar que o circunda.
Quais forças resistivas podem agir de forma contrária ao
movimento do corpo?
- Atrito com o solo.
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2ª LEI DE NEWTON: PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA
DINÂMICA
“Um corpo necessita de uma força para
se movimentar e outra para parar.”
“A força aplicada a um objeto é igual à massa deste
multiplicado por sua aceleração F = m x a.”
“Quanto maior for a força, maior a
aceleração adquirida pelo corpo.”
"A aceleração que um corpo adquire é
diretamente proporcional à força que atua
sobre ele com mesma direção e sentido."
Quanto maior a força exercida sobre ela,
maior será o seu deslocamento (aceleração).
AÇÃO E REAÇÃO3ª LEI DE NEWTON:
NA ÁGUA:
“Toda ação provoca uma reação de
mesma intensidade, direção e sentido
contrário.”
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Impulsionar o corpo contra uma
superfície móvel, esta será
deslocada, se for sólida, é o
corpo que se projeta.
A diferença de massa pode
resultar em força de reação
diferente, onde corpos mais
frágeis recebem um impacto
(estrago) maior.
Aplicação de força propulsiva:
DEFINIÇÕES
HIDROSTÁTICA: A hidrostática, também chamada estática dos
fluidos ou fluidostática é a parte da física que estuda
as forças exercidas por e sobre fluídos em repouso.
HIDRODINÂMICA: Em física, hidrodinâmica (ou dinâmica de
fluidos) é uma sub-disciplina da mecânica dos fluídos que lida
com a ciência de fluxo de fluido — a ciência natural de fluidos
(líquidos e gases) em movimento. Tem várias especialidades
em si, incluindo a aerodinâmica (o estudo do ar e outros gases
em movimento) e hidrodinâmica (o estudo dos líquidos em
movimento).
HIDROSTÁTICA
• A pressão exercida pela água é sempre perpendicular a superfície e varia
com a profundidade.
• Pressão Hidrostática: É a pressão exercida pelo peso de uma coluna
fluida em equilíbrio. Considere um cilindro com um líquido até a altura h
e um ponto B marcado no fundo de área A. O líquido exerce uma
pressão no ponto B, dada por:
P=d.h.g
P é a pressão hidrostática
d é a densidade do fluído (água)
h é altura do fluído acima do ponto 
considerado
g é aceleração da gravidade
HIDROSTÁTICA
 Como qualquer fluído, a ÁGUA, exerce pressão em todas direções.
 Um corpo submerso estará sofrendo pressão de todos os lados e
quanto maior a profundidade, maior a pressão sofrida.
Pressão Hidrostática sobre o corpo flutuante 
com cabeça fora d’água. (PARREIRAS, 2009)
HIDROSTÁTICA
Leis fundamentais da hidrostática
Conclui-se:
• A pressão hidrostática cresce com a profundidade;
• Pontos situados na mesma horizontal ficam
submetidos à mesma pressão;
• A superfície livre dos líquidos em equilíbrio é
horizontal;
• Num sistema de vasos comunicantes em equilíbrio,
o líquido atinge sempre o mesmo nível em todos os
vasos.
HIDRODINÂMICA
HIDRODINÂMICA
RESISTÊNCIA HIDRODONÂMICA
• Sempre que um corpo se desloca no água imediatamente este
sofrerá resistência com sentido oposto ao do movimento,
chamamos esta de força de resistência frontal.
• Resistência passiva (viscosidade e fricção) e resistência ativa
(resistência frontal e resistência de forma/anatômica).
• Posição de Streamlined (literal: simplificada / prática: posição de
flecha)
• Posição mais hidrodinâmica que o corpo pode assumir na água.
HIDRODINÂMICA
100% eficiência
88% eficiência79% eficiência
93% eficiência
HIDRODINÂMICA
HIDRODINÂMICA
RESISTÊNCIA HIDRODONÂMICA
• Efeito Bernoulli: em termos simples significa que quanto maior a
velocidade de fluxo de um fluido, menor a pressão que ele exerce.
• O efeito Bernoulli tem relação com ascensão e resistência frontal.
 VISCOSIDADE
• É uma propriedade dos líquidos que representa 
uma força de oposição ao movimento.
• Em outras palavras, é um equivalente físico ao 
atrito que a água exerce aos corpos submersos 
em movimento.
• Coeficiente de viscosidade mostra que quanto 
mais viscoso é o líquido, maior a força requerida 
para se criar um movimento. 
• ARRASTO DE FORMA - Causado pelo porte e pela forma dos 
corpos dos nadadores em seu deslocamento propulsivo na 
água. Para reduzir o arrasto, o corpo deve ficar o mais 
horizontal possível em relação à água, sem diminuição da 
força propulsiva. 
• ARRASTO DE ONDA - É a causado pelas ondas (turbulência) 
geradas pelos nadadores na superfície da água. A forma mais 
comum de arrasto de onda é a criada pelas ondas de proa 
(frente) que fazem pressão contra os corpos dos nadadores e 
diminuem sua velocidade de progressão. 
• ARRASTO FRICCIONAL - Causado pela fricção entre a pele e as 
moléculas de água que entram em contato com os nadadores 
à medida que se deslocam. No deslocamento, moléculas de 
água acompanham o corpo, batem em outras moléculas 
rompendo o fluxo laminar até uma certa distância da pele. 
Tipos de arrasto
Para reduzir o arrasto, o corpo deve ficar o mais
horizontal possível em relação a água, sem
diminuição da força propulsiva.
ARRASTO DE FORMA - Causado
pelo porte e pela forma dos corpos
dos nadadores em seu
deslocamento propulsivo na água.
A cabeça é a parte do corpo do
nadador que sofre maior fonte
de arrasto.
A pernada deve ser
suficientemente profunda para
uma boa propulsão, mas não tão
profunda a ponto de aumentar a
área do corpo na água.
Nos nados de peito e borboleta é
importante que ao respirar, o
nadador não faça movimentos
verticais excessivos.
Movimentos laterais excessivos
(serpenteantes) aumentam o
arrasto, movimentando moléculas
que rompem as lâminas de água.
É a causado pelas ondas (turbulência) geradas pelos
nadadores na superfície da água.
A forma mais comum de arrasto de
onda é a criada pelas ondas de proa
(frente) que fazem pressão contra o
corpo do nadador e diminui sua
velocidade de progressão.
ARRASTO DE ONDA
A velocidade na natação influencia diretamente este
tipo de arrasto devido a parede de água que se forma
à frente do nadador.
Essas paredes exercem um efeito de contenção tão
poderoso que o arrasto aumenta em 8 vezes quando
se dobra a velocidade.
O arrasto de onda se forma tanto
à frente como nas laterais do
corpo do nadador, bem como no
plano vertical e horizontal.
Bater ou recuperar o braço
arrastando na água e entrar com a
mão de forma errada também
aumentam o arrasto de onda.
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Piscinas antigas e com sistema antimarolas pouco
eficientes aumentam o arrasto de onda quando não
eliminam as marolas provocadas pelo deslocamento
dos nadadores.
Piscinas modernas com raias antimarolas e sistema
de escoamento nas bordas reduzem os efeitos
negativos provocados pelo arrasto de onda.
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Causado pela fricção entre a pele e
as moléculas de água que entram
em contato com os nadadores a
medida que se deslocam.
No deslocamento, moléculas de água
acompanham o corpo, batem em outras
moléculas rompendo o fluxo laminar até
uma certa distância da pele.
ARRASTO FRICCIONAL
Os principais fatores que influenciam o arrasto
friccional são: (1) área da superfície do objeto, (2)velocidade do objeto e (3) textura de superfície.
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Utiliza-se a raspagem do
corpo para reduzir o atrito
com a água.
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Flutuar + Gerar movimento + Vencer o arrasto.
O elevado custo energético da natação deve-se a
resultante entre a energia gasta para:
O custo energético para
nadar uma determinada
distância, é 4 vezes maior
que correr a mesma
distância.
RESISTÊNCIA FRONTAL
• Os estudos biomecânicos da natação visam a diminuição da
resistência frontal, com manutenção ou aquisição de eficiência
com a maior poupança possível de energia - ↑TÉCNICA.
• O nado crawl mostrou ser o resultado de todos esses esforços.
• O nado peito é o que menos reuni fatores hidrodinâmicos.
• Os estilos da natação recebem forte influência do nado crawl
tendendo a ficarem mais planos.
• Nado peito de Rebecca Soni.
• Mecanismos para minimizar a resistência frontal:
a) Rotação do tronco (amplitude e pernadas diagonais)
b) Batida de pernas (equilíbrio e sustentação)
c) Utilização de trajes (hidrodinâmicos)
d) Depilação
RESISTÊNCIA FRONTAL
EVOLUÇÕES BIOMECÂNICAS
Materiais de treino e competição passando por 
constantes evoluções biomecânicas
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Pernas com pequena flexão de joelhos, pés soltos e
em flexão plantar.
Movimento vertical e alternado com uma fase
ascendente e outra descendente, sendo esta mais
propulsiva.
PROPULSÃO DE PERNAS (CRAWL)
Representa 20 a 30% da
propulsão de nado.
Sua principal função é a propulsão,
mas também de sustentar o corpo
equilibrando-o na posição horizontal.
 PROPULSÃO UTILIZANDO AS PERNAS
 Nesta o fase o aluno vai experimentar pela primeira vez o deslocamento através
de movimento propulsivos realizados por ele mesmo;
 O professor deve se ater no grau de flexão do joelho que poderá atingir os dois
extremos (exagero ou ausência total de flexão);
 A prancha será um material pedagógico imprescindível nessa fase.
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PROPULSÃO DE BRAÇOS
Possui duas fases: uma Aquática também chamada
de fase propulsiva ou positiva e outra Aérea, fase
não propulsiva, negativa ou de recuperação.
FASE AÉREAFASE AQUÁTICA
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Otimizam o movimento com maior eficiência e menor
gasto energético.
DIMENSÕES DA BRAÇADA
PROFUNDIDADE LARGURA COMPRIMENTO
 PROPULSÃO UTILIZANDO AS PERNAS
 UTILIZAÇÃO DA PRANCHA:
- Grande tomada;
- Média tomada
- Pequena tomada
 PROPULSÃO UTILIZANDO OS BRAÇOS
 Nesta o fase o aluno vai experimentar o deslocamento através de
movimento propulsivos realizados por ele mesmo só que com os
membros superiores;
 Este aprendizado é beneficiado pela vivências anteriores;
 A prancha novamente será um recurso muito utilizado;
 A polibóia também será um material utilizado;
 Fazer o aluno entender que para ir pra frente a mão deverá
empurrar água para trás será o enfoque dessa fase.