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    • 1 Biomecânica e Cinesiologia I Prof. Alexandre Trindade Conteúdo • Introdução à Biomecânica: Histórico e Conceituação ; • Estudo das formas de movimentos; • Planos e eixos de movimento; • Torque e Alavancas; • Equilíbrio e o estudo do centro de gravidade. Introdução à Biomecânica 1 HISTÓRICO • Aristóteles(384-322 a.C) - Pai da Cinesiologia ; ação dos músculos através da observação dos movimentos dos animais. • Arquimedes(287-212 a.C) - Princípios hidrostáticos. • Galeno(131-201 a.C) - Músculos agonistas e antagonistas. Introduziu os termos diartrose e sinartrose. • Da Vinci(1452-1519) - Primeiro a registrar dados científicos da marcha. • Borelli(1608 - 1679) - ossos como alavancas • Glisson(1597-1677) - Irritabilidade • Von Haller(1707-1777) - Contratilidade. • Newton(1642-1727) - Fundamentos da dinâmica moderna, as 3 leis de Newton. • Hunter(1728-1793) - Origem e inserção, o problema biarticular e disposição mecânica das fibras. • Janssen - em 1878, sugeriu quadros cinematográficos para estudar o movimento humano. • Braune(1831-1892) & Fischer(1861-1917) - usaram técnicas fotográficas para estudar a marcha humana(CG). • Roux(1850-1924) - Hipertrofia,através de trabalho intensivo. • Bowditch(1814-1911) - Lei do tudo ou nada. • Piper(1910-1912) - Eletromiografia • Adrian(1925) - Através da eletromiografia demonstrou a atividade muscular 2 CONCEITUAÇÃO MECÂNICA “Ciência preocupada com os efeitos das forças que agem sobre os objetos.” McGINNIS(2002, p.48) Estática: objetos em repouso ou movendo-se em velocidade constante. Dinâmica: objetos em movimento acelerado.
    • 2 BIOMECÂNICA Cinemática: estudo da descrição do movimento. • Área de estudo(Cinemetria); • Estudo das formas de movimentos; • Planos e eixos de movimento Cinética: Estudo da ação das forças. • Área de estudo ( Eletromiografia, Dinamometria e Antropometria); • Torque e Alavancas; • Equilíbrio e o estudo do centro de gravidade. 1 Cinemática 1.1 Formas de Movimentos a Movimento Linear b-Angular c-Geral 1.2 Planos e Eixos
    • 3 2 Cinética 2.1Sistema de Alavancas e Torque 2.1.2 Classificação • Alavanca Interfixa • Alavanca Inter-resistente • Alavanca Interpotente Exemplos SISTEMA DE ALAVANCAS BIOLÓGICAS Barra rígida Apoio Forças
    • 4 Exemplos • A maioria dos músculos opera com pequenos braços de momento. Concluí-se que: 1 Os músculos, em geral, levam desvantagem quando relacionados à produção de torque. 2 Vantagem em relação a distância e velocidade. Um músculo pode se encurtar em aproximadamente 50% do seu comprimento. Deslocamento Linear: Quanto maior for o raio de rotação, maior será a distância linear percorrida por um ponto sobre um corpo que roda. Velocidade Linear e angular: V=rW Torque “ Torque ou momento de força, é a grandeza física associada à possibilidade de rotação, em torno de um eixo(pólo),decorrente da aplicação de uma força em um corpo.” OKUNO & FRATIN(2003, p.32) Em outras palavras: Torque é a tendência de uma força em girar um sistema de alavancas. T=F x D Se você usa uma barra de 75 cm de comprimento com o ponto de apoio numa extremidade, que força de ação você deve exercer num ponto a 15 cm do apoio para levantar uma carga de 8 Kg na outra extremidade? Classifique a alavanca.
    • 5 Torque interno e Torque Externo • Forças operando fora do corpo produzem torque externo. • O músculo, atuando em sua fixação móvel, produz torque interno: O torque produzido por um grupo de músculos depende: • Angulo de inserção muscular em relação ao osso que atua; • Tamanho do BP; • Relação comprimento - tensão; • Velocidade de encurtamento - tipo de fibras Relação Comprimento-tensão “A força contrátil que um músculo é capaz de produzir aumenta com o comprimento do mesmo e é máxima quando o músculo está no comprimento de repouso.” CAMPOS(2000). “A maior força total existe quando o músculo está numa posição alongada.” CAMPOS(2000). 2.2 Centro de Gravidade “Ponto de aplicação de força que representa o peso do corpo.” MIRANDA(2000).
    • 6 Exercício CG e Estabilidade • Tamanho da base de suporte • Altura vertical do CG • Projeção do CG na área de suporte Bibliografia CAMPOS, M. A. Biomecânica da Musculação. Rio de Janeiro: Sprint, 2000. ENOKA, R. M. Bases neuromecânicas da cinesiologia. São Paulo: Manole, 2000. GREENE, D. P. & ROBERTS, S. L. Cinesiologia: estudo dos movimentos nas atividades diárias. Rio de Janeiro: Revinter, 2002. HALL, S. Biomecânica Básica. Rio de Janeiro: Guanabara, 2000. HAMILL, J. & KNUTZEN, K. M. Bases biomecânicas do movimento humano. São Paulo: Manole, 1999. HAY, J. G. Biomecânica das técnicas desportivas. Rio de Janeiro: Interamericana, 1981. KAPANDJI, I. Fisiologia articular. São Paulo: Manole, 1980. KENDALL, F. & McCREARY, E. Músculos: Provas e Funções. São Paulo: Manole, 1990. McGINNIS, P. Biomecânica do esporte e do exercício. Porto Alegre: Artmed, 2002. OKUNO, E. & FRATIN, L. Desvendando a Física do Corpo Humano.. São Paulo: Manole, 2003. RASCH, P. J. Cinesiologia e anatomia aplicada. Rio de Janeiro: Guanabara, 1991. SMITH, L. & COLBS. Cinesiologia clínica de Brunnstrom. São Paulo: Manole, 1997. SOUZA, M. Reabilitação do complexo do ombro. São Paulo: Manole,2001. THOMPSON, C. & FLOYD, R. Manual de cinesiologia estrutural. São Paulo: Manole, 1997. WHITING, W. C. & ZERNICKE, R. F. Biomecânica da lesão Musculoesquelética. Rio de Janeiro: Guanabara, 2001 ZATSIORSKY, V. M. Ciência e prática do treinamento de força. São Paulo: Manole, 1999.
    • 7 Leis de Newton Lei da Inércia - “O corpo manterá seu estado de movimento permanecendo em repouso ou em movimento retilíneo uniforme a menos que sobre ele atue uma força resultante não nula.” OKUNO & FRATIN (2003, p. 12). Lei da Aceleração - “ Uma força aplicada a um corpo acarreta uma aceleração desse corpo de magnitude proporcional à força, n a direção da força e inversamente à massa do corpo.”HALL (2000, p.285) Lei da Ação e Reação - “Para cada ação, existe uma reação igual e oposta.” HALL(2000, p.285) Conceitos Básicos Relacionados a Cinética Massa é a quantidade de matéria que compõe um corpo. Inércia tendência de um corpo de resistir a qualquer mudança em seu estado de movimento. Força impulso ou tração agindo sobre um corpo. Forças externas afetam o corpo e são provenientes do meio externo. Forças Internas são forças geradas dentro do corpo Fatores que afetam a produção de força Muscular: Recrutamento de unidades motoras; Disposição das fibras musculares; Tipo das Fibras Musculares; Corte transverso; Relação comprimento- tensão. Peso quantidade de força gravitacional exercida sobre um corpo. Pressão força distribuída por determinada área.N/cm2(Pascal) Impulso quando uma força é aplicada a um corpo, o movimento resultante não depende apenas da magnitude da força aplicada, mas também da duração de sua aplicação. I= F t Unidade: N.s Composição Vetorial Processo de determinação de um único vetor, a partir de dois ou mais vetores, através da soma vetorial. Forças de: a Mesma duração, mesmo sentido e mesmo ponto de aplicação. Resultante = soma das intensidades das forças componentes b Forças de mesma direção e sentidos opostos C Forças concorrentes ou angulares com ângulos de 90 Nesse caso a resultante pode ser obtida pelo teorema de Pitágoras “Em todo triângulo retângulo, o quadrado da hipotenusa é igual à soma dos quadrados dos catetos.” Hipotenusa = resultante
    • 8 D Forças concorrentes com ângulos diferentes de 90 • Se o angulo for menor do que 90, R será maior do que as componentes; • Se o angulo for maior do que 90, R será menor do que as componentes; Representação de forças Vetores: haste - determina a linha de ação da força e seu tamanho Ponta - determina o sentido Cauda - especifica o ponto de aplicação da força Força Resultante - Quando duas ou mais forças agem num corpo, pode-se determinar uma força capaz de produzir o mesmo efeito que todas as forças atuando juntas Polígono • Pode ser aplicado a qualquer número de vetores. • A origem do vetor seguinte deve coincidir com a extremidade do anterior • Vetor resultante, sete cuja origem coincide com a origem do primeiro vetor transportado e a extremidade coincida com a ponta do último vetor considerado Polígono
    • 9 Paralelogramo • Transporta-se os vetores, mantendo seus módulos, direções e sentidos, com as suas origens coincidindo. • Traça-se, partindo da extremidade de cada vetor, segmentos de reta paralelos ao outro vetor, formando um paralelogramo. • Vetor resultante é a seta cuja cauda coincide com a origem dos vetores e cuja ponta coincide com o cruzamento dos segmentos paralelos traçados. Paralelogramo