4- Cinética 2020-2

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Cinética
Silvia Gonçalves Ricci Neri
Fisioterapeuta – Faculdade São Francisco de Barreiras
Especialista em Docência em Ciências da Saúde – AVM Faculdade Integrada
Mestra em Educação Física – Universidade de Brasília
Doutoranda em Educação Física – Universidade de Brasília / The University of Sydney
Membro do Grupo de Estudos em Fisiologia do Exercício e Saúde (GEFS/UnB)
Conceitos básicos
• A compreensão dos conceitos de massa, peso, força, impulso,
pressão, torque, estabilidade, alavanca, polia, roda e plano
inclinado fornece uma base valiosa para a condução de uma
análise cinética do movimento humano.
Massa
• Massa: quantidade de matéria em um corpo.
– Unidade de medida: kg
???
Peso
• Peso: força gravitacional exercida sobre um corpo.
– Unidade de medida: N
p = m.ag
ag= -9,81 m/s²
Força
• Força: ação de empurrar ou puxar aplicada sobre um corpo. É
caracterizada por magnitude, orientação (direção e sentido) e
ponto de aplicação.
Diagrama de corpo livre - desenho de um sistema a ser analisado com todos os 
vetores de força que atuam sobre ele.
Força
• Uma força causa aceleração sobre a massa de um corpo.
– Unidade de medida: N (1 N= quantidade de força
necessária para acelerar 1kg de massa em uma velocidade
de 1m/s²).
F = m.a
Força
• Força linear: forças que atuam ao longo da mesma linha.
Força
• Forças paralelas: forças que atuam no mesmo plano e em
sentidos iguais ou opostos.
Força
• Forças concorrentes: forças que atuam sobre um ponto
comum, mas em diferentes direções.
Força
• Força resultante: soma vetorial de todas as forças que atuam
sobre um corpo.
Força
• Atrito: força de contato que atua paralelamente às
superfícies em interação e de forma contrária ao movimento.
É gerada pela rugosidade dos corpos.
Força
• Binário de forças: forças que atuam em direções diferentes
para produzir um mesmo movimento.
Força
• Comportamento ativo: Existe uma força interna atuando
diretamente para realização do movimento.
• Comportamento passivo: ocorre por ação de uma força
externa ao segmento que se desloca no espaço.
Leis de Newton
• As relações entre as grandezas cinéticas básicas são
identificadas nas leis físicas formuladas por Isaac Newton.
1ª Lei de Newton (inércia)
• Um corpo manterá um estado de repouso ou de velocidade
constante a menos que uma força externa altere esse estado.
2ª Lei de Newton (aceleração)
• Uma força aplicada sobre um corpo causa a aceleração desse
corpo em uma magnitude proporcional à força, na direção da
força e inversamente proporcional à massa do corpo.
a = F/m
3ª Lei de Newton (reação)
• Quando um corpo exerce uma força sobre um segundo corpo,
esse corpo exerce uma força de reação que é igual em
magnitude e em sentido oposto ao primeiro corpo.
Pressão
• Pressão: força distribuída sobre uma determinada área.
– Unidade de medida: N/cm² ou Pa
P = F/a
Potência
• Potência: produto da força e da velocidade.
– Unidade de medida: W
P = F.v
Trabalho
• Potência: produto da força e do deslocamento.
– Unidade de medida: J
T = F.dr
Impulso
• Impulso: produto da força e o tempo de atuação da força.
– Unidade de medida: N.s
J = F.t
Torque
• Torque ou momento de força: capacidade da força produzir
rotação em torno de um eixo. Pode ser considerado uma força
rotatória.
– A magnitude do torque depende da força aplicada e da
distância que está do seu eixo.
T = F.d
Unidade de medida: N.m
Torque
• Braço de momento ou braço de torque: distância
perpendicular entre o eixo da articulação e a linha de tração
do músculo.
A patela aumenta o braço de torque.
Torque
Torque
• Nenhum torque é produzido se a força está direcionada
exatamente no eixo de rotação (isso não ocorre nos nossos
músculos).
– ↓ braço de torque - ↑ força direcionada para a
articulação - ↑ força estabilizadora
– ↑ braço de torque - ↑ força angular - ↑ força rotatória
Leis de Newton
• As leis de Newton também podem ser expressas em termos
de movimento angular. No entanto, os equivalentes angulares
de força e massa são torque e momento de inércia.
– Momento de inércia: propriedade inercial dos corpos em
rotação que representa a resistência à aceleração angular.
Baseia-se tanto na massa quanto na distância em que a
massa está distribuída do eixo de rotação.
I = Σm.r²
1ª Lei de Newton (inércia)
• Um corpo em rotação manterá um estado de movimento
rotacional constante a menos que um torque externo altere
esse estado.
2ª Lei de Newton (aceleração)
• Um torque produz aceleração angular de um corpo que é
diretamente proporcional à magnitude do torque, no mesmo
sentido do torque e inversamente proporcional ao momento
de inércia do corpo.
3ª Lei de Newton (reação)
• Para cada torque exercido por um corpo sobre o outro, há um
torque igual e oposto exercido pelo segundo corpo sobre o
primeiro.
Estabilidade
• Estabilidade: capacidade de manter o centro de gravidade
nos limites da base de sustentação.
– Centro de gravidade: ponto ao redor do qual a massa
corporal está equilibrada.
– Base de sustentação: parte do corpo que está em contato
com a superfície de apoio.
Estabilidade
Estabilidade
(2ª vértebra sacral)
Estabilidade
• Para que um corpo permaneça estável, é necessário que o CG 
esteja nos limites da BS.
Estabilidade
Estabilidade
• Equilíbrio estável: ocorre quando um corpo está em uma
posição em que o seu deslocamento exigiria a elevação do CG.
Estabilidade
• Equilíbrio instável: ocorre quando uma pequena força é capaz
de deslocar o CG.
Estabilidade
• Equilíbrio neutro: ocorre quando o CG de um corpo não é
elevado nem abaixado quando o corpo é deslocado.
Estabilidade
• A estabilidade aumenta a medida que a base é alargada.
• Quanto maior é a massa de um corpo, maior é a sua
estabilidade.
• Quanto mais inferior é o CG, mais estável é o corpo.
• Quanto maior é o atrito entre a superfície de sustentação e a
BS, maior é a estabilidade do corpo.
Alavancas
• Alavanca: barra rígida que gira ao redor de um eixo.
– Torna possível que uma pessoa exerça uma força maior do
que seria possível apenas com a potência muscular.
Alavancas
Alavancas
• O osso é um exemplo de alavanca no corpo humano.
(articulação)
(esforço muscular)
(FG, peso do membro e carga externa)
Alavancas
• Vantagem mecânica: eficácia mecânica para movimentar uma
resistência. É dada pela razão entre braço de força e braço de
resistência.
– ↑ BF - ↑ fácil mover a resistência - ↓ adm
– ↑ BR - ↑ difícil mover a resistência - ↑ adm
VM= BF/ BR
Alavancas
• Alavanca de primeira classe (interfixa): o eixo está localizado
entre a força e a resistência.
Alavancas
↑ BF (ou ↓ BR): favorece a força
↓ BF (ou ↑ BR): favorece a adm e a velocidade
BF = BR: favorece o equilíbrio (supondo que o peso é igual)
Alavancas
Alavancas
Alavancas
• Alavanca de segunda classe (interresistente): a resistência
está localizada entre o eixo e a força.
– Favorece a força.
Alavancas
Alavancas
Alavancas
• Alavanca de terceira classe (interpotente): a força está
localizada entre o eixo e a resitência.
– Favorece a adm e a velocidade.
– É o tipo de alavanca mais comum no corpo.
Alavancas
Alavancas
Alavancas
Alavancas
• Em determinadas situações uma alavanca pode passar de
uma classe para a outra.
Alavancas
Alavancas
Polias
• Polia: estrutura constituída por uma “roda”, por onde passa
uma “corda”, que gira em torno de seu eixo. Seu objetivo é
modificar a direção de uma força ou alterar a sua magnitude.
– Polia fixa: muda a direção da força.
– Polia móvel: aumenta a vantagem mecânica da força.
Polia fixa
Polia móvel
Não existe polia móvel no corpo humano.
Roda e eixo
• A roda e o eixo são compostos de uma roda que é fixada a um
eixo e gira junto com ele. Esse sistema é usado para
potencializar a força exercida.
Roda e eixo
Roda e eixo
Roda e eixo
Com o cotovelo fletido, a roda é muito mais longa que o eixo e, 
portanto, a rotação é mais fácil.Plano inclinado
• Plano inclinado: superfície plana com aclive.
– Não há exemplo no corpo humano, mas desempenha
papel importante na reabilitação.
Natureza dos fluidos e resistência dinâmica
• Fluido: substância que se deforma continuamente (flui)
quando submetida a uma tensão de cisalhamento.
Tipos de fluido
• Laminar: caracterizado por camadas regulares e paralelas de
fluido.
• Turbilhonar: caracterizado pela mistura das camadas fluídicas
adjacentes.
Resistência dinâmica
• Força de arrasto: força que realiza resistência ao movimento 
de um corpo sólido através de um fluido.
Resistência dinâmica
• Resistência de superfície: deriva do atrito entre camadas
adjacentes de fluido próximas de um corpo que se movimenta
através do fluido.
• Resistência de forma: criada por um diferencial de pressão
entre a superfície anterior e posterior de um corpo que se
movimenta através de um fluido.
• Resistência de onda: criada pela produção de ondas na
interface entre dois fluidos diferentes, ar e água.
Resistência dinâmica
Flutuabilidade (empuxo)
• “Todo sólido imerso parcial ou totalmente em um líquido está
sujeito a uma força vertical, de baixo para cima, denominada
empuxo, correspondente a tanto de líquido deslocado por este
sólido.”
(Arquimedes, 287 a.C. – 212 a.C.)
Flutuabilidade (empuxo)
E=df⋅Vf⋅g
Onde:
•df é a densidade do fluido;
•Vf é o volume deslocado;
•g é a aceleração da gravidade.
Flutuabilidade (empuxo)
• O depende da densidade do corpo que é imerso no
fluido, mas podemos usá-valor do empuxo não la para
saber se o corpo flutua.
– Densidade do corpo > densidade do fluido: o corpo afunda
– Densidade do corpo = densidade do fluido: o corpo fica em
equilíbrio com o fluido
– Densidade do corpo < densidade do fluido: o corpo flutua na
superfície do fluido
Flutuabilidade (empuxo)
• Composição corporal x flutuabilidade
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