Cinética 2015 texto

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Cinética : Lida com as forças que causam ou tendem a causar 
alterações no movimento. Uma força pode ser descrita como um 
puxão ou empurrão exercido sobre um objeto. 
 
Classificação das forças: 
 
1) Forças externas: trações ou distrações sobre um corpo que têm origem em fontes 
fora do corpo. Resultam da interação de um corpo com o ambiente que o circunda 
(de contato e sem contato). A gravidade é uma força que sob condições normais 
afeta, constantemente, todos os objetos. 
 
2) Forças internas: são forças que agem sobre o corpo e têm origem no interior do 
corpo (força de tração, força de compressão). Ex: músculos, tendões, ligamentos e 
ossos. As forças internas são essenciais à função humana, visto que as forças 
externas não são garantia de criar movimentos humanos. Além disso, as forças 
internas servem para reprimir estas forças externas que ameaçam a integridade da 
estrutura articular humana. 
Representação vetorial das forças: 
- Ponto de aplicação sobre o objeto em que a força está agindo; 
- Uma linha de ação e direção (seta indica); 
- Magnitude que é a quantidade de força aplicada (proporcional ao comprimento 
do vetor). 
 
 
 
 
 
 
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Leis de Newton 
 
Lei da Inércia: Um corpo permanece em seu estado de repouso ou de velocidade 
constante, a não ser quando influenciado por uma força externa capaz de 
modificá-lo. 
 
 Inércia de um corpo: é usada para descrever a resistência de um objeto ao 
movimento. Está diretamente relacionada com a quantidade de matéria contida 
no corpo. Ou seja, quanto maior a massa de um objeto, maior será sua inércia e 
maior dificuldade para movê-lo. 
 
 Massa: quantidade de matéria contida no objeto (kg). 
 
Lei da Aceleração: Uma força aplicada a um corpo acarreta uma aceleração 
desse corpo de magnitude proporcional à força aplicada, na direção da força, e 
inversamente proporcional à massa do corpo. 
 
F = força aplicada 
m = massa do corpo 
a = aceleração 
Lei da Ação e Reação: Para cada ação existe uma reação igual e em 
sentido oposto. Quando um corpo exerce uma força sobre outro corpo, 
este segundo corpo exerce uma força de reação que é igual em 
magnitude e oposta em direção sobre o primeiro corpo (Força de Reação 
do Solo – FRS). 
 
 
amF ⋅=
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Em (A) FRS durante caminhada e (B) FRS durante corrida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conceitos Cinéticos Básicos 
 
Massa: quantidade de matéria que compõem o corpo. 
 
Peso: quantidade de força gravitacional exercida por um corpo, ou seja, é a 
força de atração que a terra exerce sobre um corpo. O PESO é uma força 
que apresenta magnitude, direção e sentido. A magnitude é proporcional à 
massa, a direção é sempre para o centro da Terra e o ponto de atuação é 
sempre no CENTRO DE GRAVIDADE. 
 
Pressão: definida como a força distribuída pela área. 
 
 
 
 
Volume: quantidade de espaço ocupado por um corpo. 
 
Densidade: massa por unidade de volume. 
A
F
P =
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Impulso: definido como o produto da força pelo tempo, ou seja, o 
deslocamento realizado por um corpo será diretamente proporcional à 
força aplicada e ao tempo de aplicação da força. 
 
Torque: Efeito rotatório gerado por uma força (cinética angular). 
 
 
 
 
 
Força da Gravidade 
 
É a atração da massa da Terra sobre a massa dos outros objetos, 
responsável pelo PESO do objeto. A gravidade atua de forma previsível: 
tem ponto de aplicação, linha de ação e magnitude. O ponto de aplicação é 
o centro de gravidade, a linha de ação e direção da força de gravidade 
sobre um objeto são sempre verticais, para baixo, em direção ao centro da 
Terra. O vetor da força PESO (gravidade) é conhecido como LINHA DA 
GRAVIDADE. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
dFT ⊥⋅=
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O centro de gravidade do corpo é 
considerado localizado anteriormente à segunda 
vértebra sacral, estando o indivíduo em posição 
anatômica com os segmentos organizados. Na 
realidade, esta postura não é mantida durante a 
realização dos movimentos e o CG modifica sua 
posição constantemente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1) A reorganização dos segmentos 
corporais modifica o centro de massa 
dos segmentos e, consequentemente, o 
centro de gravidade pode se localizar 
fora do corpo. 
 
2) A Linha de Gravidade (LG) que passa 
pelo CG deve cair dentro da base de 
suporte: ESTÁVEL. Se a LG cai fora 
da base de suporte: instabilidade. 
 
3) A reorganização dos segmentos e a 
adição de massa externa são fatores 
que modificam a posição do CG, 
havendo necessidade de 
reestruturação das partes corporais a 
fim de garantir equilíbrio. 
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 O centro de gravidade representa o ponto em torno 
do qual todas as partículas estariam igualmente distribuídas. 
Este ponto também é conhecido como centro de massa. Se o 
centro de massa representa o ponto em torno do qual as 
partículas do corpo estão igualmente distribuídas, este 
também representa o ponto de equilíbrio do corpo. 
 
 
 
 
 
 
No CG a soma dos torques produzidos pelos 
segmentos corporais será nula. Deve ser lembrado que os 
pesos adicionais colocados em lados opostos não precisam 
ser iguais, mas os TORQUES (efeito rotatório!) produzidos 
nos lados opostos serão iguais - Verificar na figura abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O CG de um corpo simétrico e de densidade homogênea fica exatamente no 
centro do objeto (bola de borracha, por exemplo). Entretanto, se a distribuição de 
massa não for constante, o CG se localiza próximo à maior massa. O CG também 
pode se localizar fora do corpo. 
 
O vetor Peso, força produzida pela gravidade, deve ser representado em um 
diagrama de forças com origem no centro de gravidade. 
 
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A localização do CG do corpo humano pode mudar a cada instante durante o 
movimento (reorganização das partes corporais) e com a adição de carga externa. 
 
Em certas atividades como salto em altura e salto em vara, em que o corpo 
precisa curvar-se ao redor da barra, o centro de gravidade do corpo se localiza fora 
do corpo (ver figuras). 
 
Método Segmentar: Permite a localização do CG. A base deste método é a 
suposição de que o corpo humano é constituído por diversos segmentos individuais 
(cada qual com seu CG), a localização do CG corporal total é função das localizações 
dos respectivos CGs segmentares. Deve ser lembrado que determinados segmentos 
são mais pesados que outros e devem exercer maior influência na localização deste 
CG corporal. Quando os produtos da localização de cada segmento corporal pela 
sua massa são somados e depois divididos pela massa corporal total, o resultado 
será a localização do CG corporal total (Hall, Susan 1999). 
 
 
 
 
 
���� Nestas fórmulas : X cg e Y cg são as coordenadas do CG corporal, xs e y s são 
as coordenadas de cada segmento corporal e ms é a massa de cada segmento 
individual. 
 
���� Este método de localização do CG corporal é utilizado em diversos estudos 
de biomecânica. O cálculo é baseado nas características do segmento e as 
coordenadas fornecidas através da análise cinemática (x,y). O corpo pode ser 
considerado composto por 14 segmentos: cabeça, tronco, 2 braços, 2 antebraços, 2 
mãos, 2 coxas, 2 pernas e 2 pés. 
 
� Vejamos exemplo abaixo de um corredor e da localização do seu centro 
de gravidade corporal, sabendo que o indivíduo abaixo pesa 68,2k. 
 
 
 
 
∑
∑
=
m
mx
X
s
ss
cg
)).( (
∑
∑
=
m
my
Y
s
ss
cg
)).( (
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Cargas Mecânicas que agem sobre o corpo humano 
 
Compressão: força de “esmagamento”. O peso corporal gera no 
sistema ósseo estresse compressivo. Em postura ereta, cada vértebra da 
coluna sustenta carga compressiva das vértebras posicionadas acima. 
 
Tensão: oposto da força compressiva. É uma força de tração que cria 
tensão no objeto sobre o qual é aplicada. 
 
Cisalhamento: atua de forma diferente das demais forças descritas, 
no sentido transversal, paralela a superfície do corpo. Tende a causardeslizamento de parte do objeto em relação a outra. Há estresse de 
cisalhamento nas vértebras lombares e aumenta com hiperlordose lombar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Torção: ocorre quando uma estrutura se enrosca ao redor do seu eixo 
longitudinal (comum quando uma das extremidades está fixa). 
 
Inclinação: Carga assimétrica que produz tensão em um dos lados do 
eixo longitudinal e compressão no lado oposto. 
 
Carga combinada: ação combinada de mais de uma destas forças. 
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Estresse Mecânico: representa a distribuição da força 
resultante dentro de um corpo sólido quando sob a ação de uma 
força externa (força por unidade de área). 
Se o corpo humano for submetido à carga (impacto), a 
probabilidade de lesão dos tecidos corporais também está 
relacionada à magnitude e direção do estresse causado pelo 
impacto. 
 
Efeitos da carga: Aceleração e deformação. O grau de 
deformação do corpo depende da rigidez do corpo sobre a qual a 
força é aplicada. 
 
A magnitude e direção de uma força aplicada ao corpo 
humano são fatores que podem determinar ou não ocorrência de 
lesão. As propriedades dos tecidos corporais também devem ser 
consideradas. 
 
Em baixas cargas, há deformação, mas a resposta é 
conhecida como elástica, ou seja, depois de retirada a carga, a 
estrutura retoma seu tamanho e formato original. Quanto mais 
íngreme a curva nesta fase, maior a rigidez do corpo. Se a carga 
aplicada for mantida a deformação ultrapassa o ponto de cessão 
(limite elástico), e a resposta vista agora será plástica, ou seja, 
algum grau de deformação será mantido. Pode alcançar ponto de 
falência. 
 
 
 
 
 
 
 
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 Cargas Repetitivas x Agudas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Carga Aguda: a aplicação de uma única força de magnitude 
suficiente pode causar lesão do tecido biológico e causar lesão 
aguda (traumática). 
 
 Cargas Repetitivas: a aplicação repetitiva de cargas 
subagudas (magnitude mais baixa) agindo por certo tempo pode 
causar lesão crônica do tecido biológico (microtrauma). 
 
Perguntas: 
1. Quais características os vetores da gravidade têm em comum? 
 
2. O que ocorre com o CG do corpo quando os segmentos corporais são 
reorganizados? O que ocorre com o CG se o membro superior direito 
for amputado? 
 
3. Um estudante carrega seus livros no braço direito. O que o peso 
adicional faz com o CG e qual a compensação corporal? 
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FONTE 
 
Bibliografia: 
 
 
1. Bases Biomecânicas do Movimento Humano, Joseph 
Hamill 
 
2. Biomecânica Básica, Susan Hall 
 
3.Biomecânica do Esporte e Exercícios, McGinnis 
 
4. Biomecânica Básica do Sistema Musculoesquelético, Nordin 
& Frankel. 
 
5. Articulações: Estrutura e Função. Norkin & Levangie