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1 ALAVANCAS DO CORPO HUMANO As Alavancas no corpo humano são formadas por: 1. Barra Rígida = Ossos. 2. Ponto Fixo = Articulações. 3. Potência ou Força = Músculos. 4. Resistência = Parte do corpo, corpo todo ou um peso. São divididas em três classes: Alavanca de 1° classe ou Interfixa (Imagem 1) – Frequentemente encontrada no esqueleto axial, a alavanca interfixa é muito comum no corpo humano! Ficando atrás apenas da Interpotente. usando como base o movimento de extensão da cabeça. Nessa Alavanca, temos: a articulação atlanto-occipital como ponto fixo. Onde a resistência acompanha o centro do ponto de gravidade do corpo e a potência ou força ficam a cargo do músculo posterior. Sua finalidade é gerar Equilíbrio. Alavanca de 2° classe ou Inter-resistente (Imagem 2) – Analisando o movimento de flexão plantar, encontramos essa alavanca. Nesse caso, temos: o ponto fixo nas articulações metatarso-falangianas dos dedos do Pé, a força é exercida pelo Tríceps Sural (Gastroquinémio e Soleo), a Resistência se dá pelo peso do corpo que se incide pelo eixo da Tíbia quando exercesse pressão sobre o Talos. Sua finalidade é gerar Força. Alavanca de 3° classe ou interpotente (imagem 3) – É a alavanca mais presente no corpo humano! São muito encontradas no esqueleto apendicular, ou seja, nos membros do corpo. Pegando como base a análise do movimento de flexão do cotovelo, temos a alavanca interpotente. Nessa alavanca, temos: a potência sendo exercida pelo músculo Braquial que está fazendo uma tração para gerar a flexão do cotovelo, o ponto fixo fica na articulação úmero-ulnar e a resistência está inserida na mão. Sua finalidade é gerar movimentos rápidos. Exemplo: Flexão de cotovelo com um peso de 10KG. 2 Torque O que é torque? Torque é definido na biomecânica como uma força rotacional sobre uma articulação. Para se identificar a intensidade do torque é necessário multiplicarmos a distância em que a resistência (peso) se encontra na articulação ou eixo, ou seja, qual o tamanho do braço de alavanca em centímetros + força gravitacional(9,81ms²). Um ponto importante a salientar é que o valor do torque é obtido através de newtons. Entretanto, seguidores existem dois tipos de torque, sendo eles, o torque resistivo e o torque potente ou muscular. Um ponto importante a salientar é que um agirá contra o outro. Para exemplificar os dois torques, utilizaremos o exemplo do exercício de rosca direta em pé com barra livre. O que é torque resistivo? O torque resistivo é definido como a resistência gerada contra força muscular. Para entender melhor o que é, e qual a intensidade do torque resistivo utilizaremos o exemplo do exercício de rosca direta. Neste exercício teremos novamente uma alavanca interpotente ou de terceira classe. Pois a força/potência muscular estará entre o eixo (articulação do cotovelo) e resistência peso da barra, anilhas e antebraço. O torque resistivo será formado pela multiplicação da distância perpendicular da resistência (peso da barra e anilha) para o eixo (articulação do cotovelo) vezes o peso (Kg) dessa resistência. Dessa forma, podemos entender que quando o indivíduo está com os cotovelos totalmente estendidos a distância perpendicular entre a resistência e o eixo é mínimo. Dessa forma, o torque resistivo será mínimo. Entretanto, a partir do momento em que o indivíduo começar a flexionar os cotovelos a distância perpendicular entre a resistência e o eixo começará a aumentar. Dessa forma, o torque resistivo passará a ser maior contra a ação muscular. Ou seja, quando o indivíduo começar a flexionar o cotovelo ele estará aumentando o braço de alavanca de resistência. Nesse exercício o maior braço de alavanca é produzido quando o indivíduo chega a 90° de flexão de cotovelo. Como a magnitude do torque dependerá do tamanho braço de alavanca, o maior torque nesse exercício encontra-se a 90° de flexão de cotovelo. Porém, caso o indivíduo prossiga com a flexão dos cotovelos a distância perpendicular entre a resistência e eixo começar a diminuir, consequentemente reduzindo o braço de alavanca e com isso o torque resistivo. 3 O que é torque potente ou muscular? O torque potente ou muscular é definido com o a distância perpendicular entre o tendão de inserção de um músculo até o eixo ou articulação em movimento. Por exemplo, analisando o músculo bíceps braquial existirá uma distância entre o tendão de inserção até o eixo. Essa distância é o braço de alavanca da potência muscular. Diante disso, podemos entender que o torque potente ou muscular é definido como a distância perpendicular entre o ponto de fixação do tendão até o eixo ou articulação. Durante a realização do exercício de rosca direta com barra livre a intensidade do torque potente e muscular irá variar em virtude da intensidade do torque resistivo. Ou seja, por exemplo durante o ângulo de 90° de flexão de cotovelo, onde será produzido o maior braço de alavanca da resistência e consequentemente o maior torque resistivo, o torque potente muscular também irá ser o maior, para que o indivíduo lute contra a tendência de movimento de extensão dos cotovelos. Um ponto importante a salientar é que durante a realização do exercício de rosca direta o troque potente muscular também se modificar em decorrência da variação do braço de alavanca da potência. Isto é, nos graus iniciais de flexão do cotovelo o braço de alavanca da potência é pequeno, diante disso podemos entender que o torque potente ou muscular também será menor. Porém, quando o indivíduo começar a flexionar o cotovelo a distância perpendicular entre o ponto de inserção do bíceps braquial e eixo começará a aumentar. Com isso, ocorrerá um aumento do braço de alavanca da potência e consequentemente um aumento do torque potente ou muscular. Portanto, durante o exercício de rosca direta com barra livre a uma situação interessante. Pois enquanto se aumenta o torque resistivo também ocorrerá um aumento do torque potente ou muscular em virtude das variações do braço de alavanca da resistência e potência, respectivamente. 4 Como se pode aumentar a intensidade de um exercício de musculação sem aumentar o peso? Como foi citado acima no texto utilizando o exemplo do exercício de rosca direta com barra livre, uma forma de aumentar o torque potente/muscular e consequentemente a tensão sobre os músculos acionados é manipular os braços de alavanca da resistência e com isso o torque resistivo. Ou seja, para aumentar a intensidade do trabalho muscular não necessariamente precisa-se elevar as quilagens de treino. Para ilustrar melhor essa situação vamos utilizar o exemplo do exercício de elevação frontal. Imaginemos que um indivíduo esteja executando esse exercício realizando a fase concêntrica (flexão do ombro) até mais ou menos um ângulo de 100 a 110° e a fase excêntrica até a barra tocar suas coxas. Entretanto, com o passar do tempo o indivíduo relata ao seu professor que o exercício está tornando-se leve, pois ele consegue realize 15 repetições máximas e a orientação era para que realizasse 12 repetições máximas. Diante disso, o professor para aumentar a intensidade do exercício, e recolar o número de repetições dentro da margem de prescrição, irá manipular a amplitude de movimento colocando o indivíduo executar o exercício entre os ângulos onde se produz os maiores braços de alavanca da resistência e consequentemente o torque resistivo. No exercício de elevação frontal esses ângulos representam aproximadamente realizar a fase concêntrica até 90° de flexão do ombro e a fase excêntrica até aproximadamente 80 a 75° de flexão, ou seja, não “encostar” a barra nas coxas. Assim o indivíduo aumentará o torque resistivo durante o exercício e consequentemente conseguirá elevar a tensão muscular atravésda manipulação dos braços de alavanca. 5 SISTEMAS ARTICULADOS - CADEIA CINÉTICA ABERTA, FECHADA E MISTA DISCRIÇÃO SOBRE O SISTEMA ARTICULADO: Se ambas as extremidades são fixas, o movimento de uma articulação determina o movimento de todas as outras. OBS: Sob o ponto de vista do Sistema Locomotor humano, os principais complexos articulares são: • Tornozelo • Joelho • Quadril • Lombar • Cervical • Ombro • Cotovelo • Punho Quando se originou-se o conceito de Cadeia Cinética? R – O conceito de cadeia cinética em 1955, quando Steindler utilizou as teorias da engenharia mecânica de cinemática fechada e conceitos de ligações (links) para descrever a Cinesiologia humana. MOVIMENTO EM CADEIA CINÉMATICA ABERTA É aquele que ocorre quando o segmento distal de uma extremidade se move livremente no espaço, resultando em um movimento isolado de determinada articulação. Exemplo: a perna se movimentando na fase de balanço da corrida; o ato de chutar uma bola, o aceno de mão ou o ato de levar um copo a boca para beber água. Características da Cadeia Cinética Aberta : • Na maioria das vezes o movimento ocorre em uma articulação. • Movimento balísticos e pendulares. • Maiores acelerações. • Maiores desacelerações. • Aumento das forças de cisalhamento (Shear). • Diminuição das forças compressivas. • Melhora a força e amplitude do movimento. • Maior risco de lesão. 6 MOVIMENTO EM CADEIA CINÉMATICA FECHADA – É aquela nas quais as articulações distais encontram resistência externa considerável a qual impede ou restringe sua movimentação livre. Exemplo: Flexão (apoio), Leg press e Agachamento. Características da Cadeia Cinemática Fechada: • Forças Compressivas maiores. • Forças de cisalhamento (Shear) menores. • Menores acelerações. • Menores desacelerações. • Melhor ativação proprioceptora. • Melhor estabilidade dinâmica. • Mais indicada em atividade pó lesão. MOVIMENTO EM CADEIA CINÉMATICA MISTA – Ocorre em determinado momento onde a pessoa encontra-se em Cadeira Cinemática Fechada e Livre ao mesmo tempo. Exemplo: Ao correr, o sujeito ao lado apresenta uma CCA para os membros inferiores do lado direito do corpo e uma CCF para os membros inferiores do lado esquerdo. 7 CENTRO DE GRAVIDADE Como podemos definir o Centro de Gravidade? R - Podemos defini-lo de três formas: “O Centro de Gravidade pode ser definido como o único ponto de um corpo ao redor do qual todas as partículas de sua massa estão igualmente distribuídas” (Lehmkuhl & Smith, 1989). “O ponto através do qual a linha de ação do peso de um objeto atua, independentemente da posição desse objeto” (Watkins 2001). “Local em um corpo onde é aplicado a resultante das forças peso, como se toda a massa do corpo estivesse concentrada nesse ponto” (Okuno & Fratin, 2003). Como podemos entendê-lo? Segundo Okuno & Fratin, podemos entendê-lo em três conceitos: • Um corpo pode ser considerado como sendo composto por pequenos seguimentos; • O peso resultante desse corpo corresponde ao somatório das forças peso que atuam em cada um destes seguimentos; • O local onde é aplicada é resultante das forças é o centro de gravidade; Onde localiza-se o Centro de Gravidade? R – De forma genérica, o centro de gravidade em um Homem está aproximadamente localizado em 54%, de sua estatura quando medida do solo. 8 LINHA GRAVITACIONAL O que é linha gravitacional? R – A linha é a linha imaginária que passa pelo centro de gravidade no sentido vertical (sem especificar a altura do centro de gravidade) até o solo. CENTRO DE MASSA O que é Centro de Massa? R – O centro de massa pode ser definido como o ponto de equilíbrio, um local no qual todas as partículas do objeto estão igualmente distribuídas (Enoka, 2002). OBS: O centro de gravidade nem sempre coincide com o centro de massa. CARACTERÍSTICAS DO CENTRO DE MASSA: O centro de massa torna-se dinâmico no corpo humano durante a realização de movimentos que envolvem a mudança contínua na reorientação dos segmentos do corpo, como caminhar, correr e saltar (Enoka, 2002). APLICAÇÕES DESSE CONHECIMENTO: • Analisar e facilitar o movimento; • Prescrever as cargas do exercício; • Equilibrar os segmentos; • Prevenir quedas. 9 EQUILÍBRIO ESTÁTICO E CORPORAL O que é Equilíbrio Estático? Na física clássica, define-se equilíbrio estático como o arranjo de forças atuantes sobre determinado corpo em repouso de modo que a resultante dessas forças tenha módulo igual a zero. Ou seja, todo e qualquer corpo estará parado (nesse caso, parado no sentido de ausente de movimento, acelerado ou não) em relação a um ponto referencial se, e somente se, as resultantes das forças aplicadas sobre ele forem nulas. Qual a relação entre o equilíbrio corporal e o centro de gravidade? R - A oscilação corporal está relacionada às correções que o corpo faz para manter a linha do CG (Centro de Gravidade) dentro da base de sustentação. Existe uma instabilidade constante do equilíbrio que pode ser explicada por meio da altura do centro de gravidade e pela presença de uma base de suporte relativamente pequena. O CG está geralmente localizado alguns centímetros à frente da articulação lombossacral, ao nível do quadril. A projeção do CG sobre a base de suporte determina uma relação de estabilidade, cujos limites voluntários representam a base de suporte funcional, ou seja, a região em que cada indivíduo pode deslocar seu CG sem que seja necessário modificar a base ou recorrer a algum auxílio externo. 10 Considerando os fatores antropométricos e biomecânicos, qual é a relação entre força muscular e desvios no centro de gravidade? R - Considerando-se a contribuição dos fatores antropométricos e biomecânicos, a manutenção desta posição exige, porém, um complexo sistema sensório-motor de controle, que opera através de um conjunto de informações provenientes das aferências sensoriais, produzindo respostas manifestadas pela atividade muscular para corrigir os pequenos desvios do CG do corpo. Complementando - Duarte afirma que a estabilidade é alcançada gerando momentos de força sobre as articulações do corpo para neutralizar o efeito da gravidade ou qualquer outra perturbação em um processo contínuo e dinâmico durante a permanência em determinada postura. Qual a relação de canoístas e centro de gravidade? R - A relação da altura do CG é descrita como possível causa de maiores oscilações em canoístas na posição anatômica de referência em equilíbrio estático. Os autores afirmam que devido ao trabalho muscular realizado a cada sessão de treinamento desta modalidade, ocorrem maiores ganhos de massa muscular no seguimento superior do corpo dos canoístas e assim, prejudicando a estabilidade, pois o fato de haver maiores quantidades de massa muscular no seguimento superior altera o CG para cima, causando maiores instabilidades. MECÂNICA DOS FLUIDOS 11 Introdução Os fluidos estão presentes de maneira vital em nossa vida, basta lembrarmos que o nosso corpo é formado quase que exclusivamente de água. O próprio ar que respiramos é um fluido, ou seja, os fluidos estão por toda parte ao nosso redor, sendo essenciais para a nossa própria existência! Graças aos fluidos um avião pode voar, um submarino pode submergir até uma determinada profundidade e um navio pode flutuar. No nosso corpo podemos citar o sangue, os líquidos do sistema digestivo e os humores do globo ocular como alguns exemplos de fluidos. Movimento Relativo Influência – Velocidade do fluido e a da velocidade do objeto: Velocidade Relativa= velocidade de um corpo em relação a qualquer outra coisa, neste caso, o fluido que circunda o objeto em deslocamento. Densidade O conceito de Densidade é a combinação de massa de um corpo com o seu volume, assim temos: Peso Específico O conceito de Peso Específico é definido como peso por volume, assim temos: 12 Viscosidade A viscosidade de fluido é a resistência que o fluido apresenta ao fluir. Quanto maior a extensão que o fluido resiste ao fluir sob a atuação de uma força aplicada, maior será sua viscosidade. Pressão Pressão é uma força aplicada perpendicularmente a superfície do fluido, assim temos: Unidade de medida (SI) 1 atm = 1,01.105 Pa = 760 torrs = 14,7 lb/in2 Alpinistas é diferente de Mergulhadores Equilíbrio de Forças – Pressões Hidrostáticas A pressão em um ponto de um fluido em equilíbrio estático depende da profundidade desse ponto, mas independe de qualquer dimensão horizontal do fluido ou do seu recipiente. F2 = F1 + mg p2 = p1 + pg(y1-y2) – Variação de profundidade ou altura p = p0 + pgh – Profundidade h 13 Princípio de Pascal O princípio de pascal estabelece que a pressão externa aplicada num fluido em equilíbrio transmite-se integralmente a todos os pontos do fluido. Este princípio explica o funcionamento da prensa hidráulica. p= pext + pgh Princípio de Arquimedes Quando um corpo está totalmente ou parcialmente submerso em um fluido, o fluido ao redor exerce uma força de empuxo (Fe) sobre o corpo. A força esta dirigida para cima e possui uma intensidade igual ao peso (mf*g) do fluido que foi deslocado pelo corpo. mg = peso do fluido deslocando pela caixa F = força de empuxo Fe = mg A razão para o seguimento da força de Empuxo é que, dentro de um líquido, a pressão aumenta com a profundidade. Se dois pontos A e B dentro de uma coluna vertical com um fluido de densidade r estiverem a uma distância (ou profundidade) h, então a diferença de pressão entre os pontos A e B será dada por: Pb – Pa = pgh Considerando agora que acontece com um bloco cúbico de lados a, b e h, é imerso num líquido de densidade r. a.b = S Na face superior, a força (F2) é dada por F2 = P2 . S Enquanto, na face inferior a força (F1) é dada pela expressão F1=P1 . S 14 COLUNA VERTEBRAL Introdução A Coluna vertebral é a base de sustentação do corpo, atuando diretamente nos movimentos dos membros superiores e inferiores, sendo a mais importante unidade funcional do corpo. Estende- se desde a base do crânio até a extremidade caudal do tronco. Formada de 33 vértebras superpostas e intercaladas por discos intervertebrais, 24 delas se unem para formar uma coluna flexível, classificadas como: cervical, torácica e lombar. Essas vértebras são denominadas verdadeiras, pois permanecem distintas por toda vida; as vértebras sacrais são denominadas falsas, pois se fundem constituindo um único osso sacro, assim como as coccígeas, que formam o cóccix, tendo a pelve como a base da coluna. As vértebras articuladas entre si oferecem mobilidade da coluna vertebral, que tem suporte e proteção da medula espinhal, e movimento como uma das funções principais. Componentes Ósseos As vértebras são peças ósseas irregulares, que compõem a coluna vertebral, estas apresentam características gerais, similares a quase todas (com exceção da 1ª e da 2ª vértebra cervical), e características especificas que as diferem uma das outras. • Corpo: é a maior parte da vértebra, e sua função é a sustentação. • Processo Espinhoso: é a parte do arco ósseo que se situa medialmente posteriormente, responsável pela movimentação. • Processo Transverso: são dois prolongamentos laterais, direito e esquerdo, que se projetam transversalmente de cada lado do ponto de união do pedículo com a lâmina, atua junto com o processo espinhoso na movimentação 15 • Processos Articulares: são saliências que se destinam à articulação das vértebras entre si, duas projeções superiores e duas projeções inferiores, tendo como função a obstrução. • Lâminas: liga o processo espinhoso ao processo transverso, tendo a função de proteção. • Pedículos: são partes mais estreitadas, responsáveis por ligar o processo transverso ao corpo vertebral, atua junto às lâminas na função de proteção. • Forame Vertebral: situado posteriormente ao corpo, limitado lateral e posteriormente pelo arco ósseo, atua na função de proteção. Vértebras Cervicais Diferenciam das demais vértebras por possuírem um forame no processo transverso. Sua posição anatômica é facilmente identificada pelo processo espinhoso que é posterior e inferior. A primeira, a segunda e sétima vértebra cervical por possuírem características especiais serão estudadas separadamente Atlas Primeira vértebra cervical é responsável por sustentar a cabeça, é articulada com o áxis, permitindo assim os amplos movimentos, outra característica marcante é o fato de não possuir corpo vertebral. Sua posição anatômica: fóvea dental é anterior; face articular superior (a maior) é superior. Áxis Segunda vértebra cervical está em contato direto com o atlas formando assim um eixo de rotação para a cabeça. Possui uma característica que o distingue facilmente das demais vértebras, o seu dente, graças a esse tipo de articulação podemos fazer o movimento de rotação da cabeça. Sua posição anatômica: o dente é anterior e superior. Sétima vértebra cervical Bem parecida com as demais, porém por possuir um processo espinhoso longo e proeminente, sendo esta sua característica especial. Sua posição anatômica: o processo espinhoso é posterior e inferior. 16 Vértebras Torácicas Possuem um processo espinhoso não bifurcado, conectam-se às costelas formando uma parte da parede do tórax, sendo que as superfícies articulares são chamadas de fóveas e hemi-fóveas. Em número de 12, abreviadas T1-T12. Essa parte da coluna possui discos intervertebrais finos e estreitos, sendo assim a coluna torácica possui um limite no volume de movimentos se comparados às porções lombar e cervical. Além disso, o espaço do canal vertebral é menor, isso tudo contribui para essa região ser mais acometida por lesões . Vértebras Lombares Existem em número de cinco abreviadas L1-L5, localizam na porção mais baixa da coluna, chamada de coluna lombar, são as maiores de toda a coluna, o canal espinhal lombar é o mais largo de toda a coluna, e seu tamanho permite mais espaço aos nervos, apresenta o forame vertebral em forma triangular e um processo transverso chamado apêndice costiforme. Componentes Articulares - Articulação Cartilaginosa - Disco intervertebral Estrutura responsável por amortecer cargas e pressões ao longo da coluna vertebral, além de contribuir na característica de estrutura semifixa e semimóvel da coluna. Possuem em sua composição duas estruturas principais, o núcleo pulposo que é semelhante a um gel, que se localiza no centro do disco e um anel fibroso, formado de fibrocartilagens resistente. 17 Ligamentos da Coluna Vertebral A sustentação da coluna é reforçada por seis estruturas ligamentosas: o ligamento amarelo, interespinhal e supraespinhal que atuam na flexão e estão mais presentes na região lombar; o ligamento nucal é a continuação do ligamento supraespinhal, agora localizado na região cervical; os ligamentos longitudinal estendem-se do áxis ao sacro, o anterior limita a extensão ou lordose excessiva e o posterior limita a flexão, reforçando o anel fibroso. Principais Ligamentos da Coluna Vertebral. Ligamento Amarelo: Limita a flexão. Ligamento Interespinhais e supra espinhais: Limita a flexão. Ligamento Intertransversários: Limita a flexão lateral contralateral. Ligamento Longitudinal anterior:Limita a extensão ou lordose excessiva das regiões cervical e lombar. - Ligamento Longitudinal posterior: Limita a flexão, reforça o anel fibroso posteriormente. 18 Movimentos e Músculos Músculos Posteriores Camada Profunda (Paravertebrais) Os músculos paravertebrais (semi-espinhais, multifidos, rotadores, interespinhais, intertransversários) atuam na cadeia posterior do tronco de forma estática, tendo a função principal de manter o tronco ereto durante todo o tempo que estamos em pé ou sentados. Os músculos paravertebrais são músculos lordosantes puxam a coluna para a frente. Músculos Posteriores Camada Profunda (Eretores). Os músculos Eretores (iliocostais, longuíssimos do tórax e Espinhais) atuam na cadeia posterior do tronco de forma dinâmica, tendo função principalmente de manter a coluna nos movimentos. 19 Músculos Antero - laterais (Abdominais) O grupo dos abdominais (reto do abdome, oblíquos superior e inferior, transverso do abdome) atua na cadeia anterior do tronco são os músculos unicamente dinâmicos do tronco, responsáveis pelo movimento e estabilidade, sendo importante mantê-los fortalecidos e resistentes (parte superior, inferior e oblíquos). Músculos Adicionais. Os músculos adicionais são os músculos Íliopsosas e o Quadrado Lombar.
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