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Apostila cinesiologia e biomecânica
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Apostila cinesiologia e biomecânica

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  • 1. Esta apostila de textos didáticos foiorganizada com o objetivo de subsidiaras discussões da disciplina 3847 –Cinesiologia e Biomecânica, junto aosalunos do 5º período do Curso deEducação Física do CentroUniversitário do Triângulo - UNITRI
  • 2. PARTE ICINESIOLOGIA
  • 3. O QUE SIGNIFICA CINESIOLOGIA ?1 - É uma combinação de dois verbos gregos, kinein que significa mover e logus que significaestudar.”(RASH, 1991)CLASSIFICAÇÃO DOS MOVIMENTOS HUMANOS1 - QUANTO AO DESLOCAMENTO  ESTÁTICOS  DINÂMICOS2 - QUANTO AO TIPO DE MOVIMENTO  MOVIMENTOS LINEARES   MOVIMENTOS ANGULARES 
  • 4.  MOVIMENTOS GENERALIZADOS OU MISTOS Conceitos Cinemáticos para Análise dos Movimentos Termos Anatômicos que Descrevem o Movimento REVISÃO ANATÔMICA• Esqueleto: Conjunto de ossos e cartilagem que se interligam para formar o arcabouço do corpo do animal e desempenha várias funções tais como proteção, sustentação. Nome dos Segmentos• Cabeça, pescoço e tronco – porção axial do esqueleto, mais de 50% do peso da pessoa• Membros Superiores e Inferiores – porção apendicular do esqueleto• A união se dá por meio de cinturas (escápula e clavícula) e a pélvica (ossos do quadril). POSIÇÃO ANATÔMICA DE REFERÊNCIA• É uma posição ereta vertical, com os pés ligeiramente separados e os braços pendendo relaxados ao lado do corpo, com as palmas das mãos voltadas para frente.• Não é uma posição natural, mas sim uma posição de referência ou ponto de partida quando são definidos os termos relacionados ao movimento.
  • 5. TERMOS DIRECIONAIS• Superior: mais próximo da cabeça. (em Zoologia, o termo é sinônimo de cranial)• Inferior: mais afastado da cabeça. (caudal)• Anterior: para frente do corpo. (ventral)• Posterior: para a parte de trás do corpo (dorsal)• Medial: para a linha média do corpo. Planos Anatômicos de Referência• Três planos cardinais imaginários dividem a massa do corpo em três dimensões.• Um plano é uma superfície bidimensional.
  • 6. • PLANOS E EIXOS DE MOVIMENTO • SAGITAL• Superfície plana que divide o corpo verticalmente em metades direita e esquerda.• Os movimentos corporais ou de seus segmentos ocorrem para frente e para trás. Flexão, extensão e hiperextensão.• Seu EIXO de rotação é o LÁTERO-LATERAL• • FRONTAL• Superfície plana que divide o corpo verticalmente em metades anterior e posterior.• Movimentos corporais ou de seus segmentos ocorrem laterais ao corpo, aproximando-o ou afastando-o da linha média do corpo. Abdução e adução.• Seu EIXO de rotação é o ÂNTERO-POSTERIOR• PLANOS E EIXOS DE MOVIMENTO•
  • 7. • TRANSVERSAL • Superfície plana que divide o corpo horizontalmente em metades superior e inferior. • Movimentos corporais paralelos ao solo, quando o corpo esta na posição ereta. Rotação externa e interna. • Seu EIXO de rotação é o LONGITUDINAL • • MOVIMENTOS ARTICULARES • Articulações: São pontos que governam o que se ligam às extremidades ósseas para capacitação de movimentos. Governam essencialmente as capacidades de orientar movimentos corporais. • O potencial de movimento de um seguimento é determinado pela estrutura e função das articulações.Resumindo:PLANO EIXO MOVIMENTOSAGITAL LÁTERO-LATERAL FLEXÃO, ESTENSÃO, HIPERESTENSÃOFRONTAL ANTERO-POSTERIOR ABDUÇÃO, ADUÇÃOTRANSVERSO LONGITUDINAL ROTAÇÃO INTERNA E EXTERNA, ABDUÇÃO E ADUÇÃO HORIZONTAL
  • 8. Graus de Liberdade de movimento São classificados pelo número de planos nos quais se movem os segmentos ou com o número deeixos primários que possuem.São classificados pelo número de planos nos quais se movem os segmentos ou com o número deeixos primários que possuem. • Um grau de liberdade ( uniaxial ) - cotovelo - interfalangiana • Dois graus de liberdade ( biaxial ) - joelho - rádio cárpica • Três graus de liberdade ( triaxial ) - quadril - ombroRevisão do conteúdo:ANÁLISE DE MOVIMENTOESCOLHA 5 MOVIMENTOS ESPORTIVOS QUAISQUERE FAÇA UMA ANÁLISE DO MESMO SOB O PONTO DE VISTA: • Do deslocamento • DO TIPO DE MOVIMENTO • Das ARTICULAÇÕES ENVOLVIDAS • Dos EIXOS E PLANOS DO MOVIMENTOFormas de movimentosMovimentos acíclicos - ato motor cujo objetivo pode ser alcançado com uma única fase principal.Ex.:saltos em altura, extensão, mortais e ginásticos, lançamentos, arremessos etc.
  • 9. Movimentos cíclicos - se constituem de muitos ciclos independentes com uma mesma estruturabásica.Ex.: caminhar, correr, nadar, remar, pedalar etc. TERMINOLOGIA BÁSICA DOS MOVIMENTOSMOVIMENTOS DE FLEXÃO E EXTENSÃO
  • 10. MOVIMENTOS DE FLEXÃO E EXTENSÃO, ABDUÇÃO E ADUÇÃO MOVIMENTOS DE FLEXÃO E EXTENSÃO; ELEVAÇÃO E DEPRESSÃO;ABDUÇÃO E ADUÇÃO TRANSVERSAL
  • 11. MOVIMENTOS DA COLUNA, ESCÁPULA E TORNOZELO
  • 12. Atividade de estudo ANÁLISE DE MOVIMENTOESCOLHA 3 MOVIMENTOS ESPORTIVOS QUAISQUER E FAÇA UMA ANÁLISE DO MESMO SOB OPONTO DE VISTA: • Do deslocamento • DO TIPO DE MOVIMENTO • Das ARTICULAÇÕES ENVOLVIDAS • Da forma do movimento • Dos EIXOS E PLANOS DO MOVIMENTO • Dos Movimentos articulares Apresentados AÇÕES MUSCULARES DAS GRANDES ARTICULAÇÕES • Cinesiologia do Quadril QUADRIS ADUÇÃO ABDUÇÃO FLEXÃO EXTENSÃO ROT.MEDIAL ROT.LATERAL TENSOR FÁSCIA PECTÍNEO SARTÓRIO RETO FEMORAL SEMITENDÍNEO SARTÓRIO LATA TENSOR GRÁCIO ILIOPSOAS SEMIMEMBRANÁCEO GLÚTEO MINIMO GLÚTEO MÁXIMO FÁSCIA LATA ADUTOR GLÚTEO PECTINEO??? BICEPS COXA MAGNO MÉDIO ADUTOR SARTÓRIO GLÚTEO MÁXIMO LONGO ADUTOR TENSOR FASCIA CURTO LATA Principais Músculos
  • 13. • Músculos Glúteos – Glúteo Máximo – Glúteo médio – Glúteo mínimo• Flexores do Quadril – Psoas Maior – Ilíaco – Reto abdominal – Sartório• Adutores da coxa – Pectíneo – Grácil – Adutor longo – Adutor mágno – Adutor curto• Iliopsoas Glúteo Máximo
  • 14. Origem Inserção AçãoSacro Na tuberosidade glútea da diáfise Extensão, hiperextensãoposterior e do fêmur, em sua face posterior e e rotação externa do quadril.ílio no trato iliotibial Glúteo médio Origem Inserção Ação Ílio lateral Trocanter maior Abdução do quadril Glúteo mínimoOrigem Inserção AçãoÍlio lateral Superfície anterior do trocanter maior Abdução do quadril, rotação interna Iliopsoas
  • 15. Origem Fossa ilíaca, superfície ântero-laterais de T12 a L5 Inserção Pequeno trocanter Ação Flexão do quadril Reto AbdominalOrigem Processo Xifóide e Cartilagens costais da quinta, sexta e sétima costelas.Inserção PúbisAção Flexão de tronco, compressão do abdômen. Sartório
  • 16. Origem Inserção Ação Espinha ilíaca ântero- Face próximo medial da Combinação de flexão, Rotação superior tíbia externa e Abdução do quadril. PectíneoOrigem Inserção AçãoRamo superior do púbis Linha pectínea do fêmur Flexão e adução do quadril
  • 17. GrácilOrigem Inserção AçãoPúbis Superfície ântero-medial da terminação proximal da tíbia Adução do quadril Adutor curto
  • 18. • EXEMPLOS DE ATIVIDADES ENVOLVENDO A MUSCULATURA DO QUADRIL Na posição de três apoios, inicie o movimento com um joelho elevado e flexionado. Estenda-o completame glúteos. Use uma caneleira de 4 ou 5 quilos. Retorne à posição inicial. Repita dez vezes. EXTENSÃO DE QUADRIL Em quatro apoios, eleve lentamente uma das pernas estendidas. Desça-a, tocando levemente a ponta do p movimento. 4 séries de 12x cada pernaCinesiologia do JoelhoAÇÕES MUSCULARES DAS GRANDES ARTICULAÇÕES
  • 19. • Principais Músculos• Extensores do joelho – Reto Femoral – Vasto Intermédio – Vasto Lateral – Vasto Medial• Flexores do Joelho – Semimembranáceo – Semitendíneo – Bíceps da Coxa Reto Femoral Vasto Intermédio
  • 20. Vasto medial Vasto lateralSemitendinoso
  • 21. Semimembranoso Bíceps femoral: cabeça longaBíceps femoral: cabeça curta
  • 22. • EXEMPLOS DE ATIVIDADES ENVOLVENDO A MUSCULATURA DO JOELHOCinesiologia da Perna e PéPrincipais Músculos • Grupo Posterior Superficial – Gastrocnêmio (gastrocnêmico) – Sóleo – Plantar • Grupo Posterior Profundo – Tibial Posterior – Flexor Longo do hálux – Flexor Longo dos dedos • Grupo Anterior • Tibial Anterior • Extensor longo do hálux • Extensor longo dos dedos • Grupo Lateral • Fibular Longo • Fibular curto
  • 23. • Grupo Posterior Superficial GastrocnêmicoSolear Plantar
  • 24. Grupo Posterior Profundo Tibial posterior Flexor Longo do HáluxFlexor Longo dos Dedos
  • 25. Grupo Anterior Tibial Anterior Extensor Longo do HáluxExtensor Longo dos Dedos
  • 26. Grupo Lateral Fibular LongoFibular Curto Extensor dos2 • Cinesiologia e Biomecânica do Tronco Dorso • Articulação do Ombro • Os movimentos dos membros superiores, são comandados por muitos músculos. – Grupo A: Músculos que se originam na escápula e se inserem no braço.
  • 27. – Grupo B: Músculos que se originam no tronco e se inserem na escápula – Grupo C: Músculos que se originam no tronco, inserindo-se no braço. GRUPO A • Supra-espinhal • Redondo maior • Infra-espinhal • Redondo menor • SubescapularSupra-espinhosoRedondo maior
  • 28. Infra-espinhosoRedondo menorSubescapular GRUPO B • Levantador da Escápula • Músculos Rombóides • Músculo Trapézio
  • 29. Rombóide maior Rombóide menorElevador da escápula Trapézio Trap ézio Trapé supe zio riorTrap medialézioinferior
  • 30. GRUPO C • Músculo Peitoral Maior • Músculo Deltóide • Grande Dorsal • Serrátil AnteriorPeitoral PeitMai oralor: MaiPor or:ção Porçcla ãovic esteular rnal
  • 31. • ESTUDO DOS SEGMENTOS DOS MMSS • MEMBROS SUPERIORES
  • 32. • Bibliografia • Fucci S., Benigni M., Fornasari V. “Biom. Del Ap. Loc. Apl. Al Acond. Musc.” • http://users.med.up.pt/jandrade/muscmembrsuperior.htm • http://www.getbodysmart.com/ap/muscularsystem/menu/menu.html • LIPPERT, Lynn. Cinesiologia Clinica para Fisioterapeutas, 2. ed. Rio de Janeiro: Revinter, 1996.   FR  m  aCaracterísticas do Centro de Gravidade - ele não é fisicamente real - em corpos homogêneos ele se confunde com o centro de simetria - O cálculo do centro de gravidade corporal (CG) - Método analítico
  • 33. - determinação matemática- determinação gráfica- Método experimental- determinação pelo uso de balanças- determinação por análise cinematográfica- Método do equilíbrio- Método da suspensão-- PROCEDIMENTO PARA O CÁLCULO DO CG (MÉTODO ANALÍTICO)- 1. Colar a figura sobre o papel milimetrado, marcar as articulações- 2. Localizar os CG radiais na figura de acordo com a tabela 1- 3. Determinar o valor da massa de cada segmento segundo a tabela 2- 4. Dividir o valor da massa de cada segmento por 100 (  G), tabela 3- 5. Determinar as coordenadas X e Y dos CG radiais de cada segmento (tabela 4)- 6. Multiplicar a massa de cada segmento G pela coordenada X (tab.5)- 7. Multiplicar a massa de cada segmento G pela coordenada Y (tab.5)- 8. Fazer o somatório de X . DG (tab.5)- 9. Fazer o somatório de Y . DG (tab.5)- 10. Dividir o somatório de X . DG pela massa total dividida por 100 para achar a coordenada final (tab.5)- 11. Dividir o somatório de Y. DG pela massa total dividida por 100 para achar a coordenada final (tab.5)
  • 34. • EXERCÍCIOS 5) CALCULE O CG DE UM GRUPO DE 40 ADULTOS (20 homens e 20 mulheres) PELO MÉTODO EXPERIMENTAL EM DIFERENTES POSIÇÕES.6) CALCULE O CG CORPORAL PELO MÉTODO ANALÍTICO, DE UMA FIGURA HUMANA À SUA ESCOLHA. DESVENDANDO A FÍSICA DO CORPO HUMANO "Nada é permanente, salvo a mudança.". (Heráclito) CONCEITO DE FORÇAO conceito de força está associado a um empurrão (compressão), puxão (tração).Estas forças servem para produzir, parar ou modificar o movimento dos corpos. Também podem causardeformações. São sempre aplicadas por um corpo sobre o outro. Segundo Newton, força possui umaintensidade, uma direção e um sentido, que juntos caracterizam uma grandeza vetorial.
  • 35. TIPOS DE FORÇASForça de contato: são aquelas que colocam dois corpos em contato, como o próprio nome diz. Ex.: Forçasexercidas pelos gases num recipiente.Força de campo: são aquelas forças que ocorrem sem o contato direto. Ex.: Forças gravitacionais, elétricase magnéticas.Estudaremos as forças gravitacional, muscular e atrito, pelo fato das ações exercidas por estas forçasacarretarem compressão e tração articular e pressões ou tensões (força por unidade de área) sobre ostecidos do corpo. EXERCÍCIO 1Pesquise e descreva as leis de força para a interação entre cargas elétricas (Lei de Coulomb) e para aatração gravitacional entre corpos (Gravitação Universal de Newton). Especifique as propriedades que dãoorigem a tais forças. Discuta como é a relação entre a intensidade de ambas as forças e a distância entre oscorpos e por que, no primeiro caso, as forças podem ser de atração e de repulsão e, no segundo caso, só háforça de atração.REPRESENTAÇÃO DE FORÇAS:Diagrama de ForçasOs vetores de força (F ou em negrito e sem seta, F) podem ser representado tanto gráfica comomatematicamente. • Matematicamente são representados por uma seta cuja a HASTE determina a linha de ação da força e o seu comprimento (tamanho) desenhado em escalas e representa a magnitude (intensidade) da força (lbs, N, kg). A PONTA DA SETA determinas o sentido (a direção da força) e a CAUDA (origem) especifica o ponto de aplicação da força.O que é um Vetor?É um ente matemático representado por um segmento de reta orientado. E tem algumas característicasbásicas:Possuí módulo. (Que é o comprimento da reta), Tem uma direção. E um sentido. (Que é pra onde a “flecha”está apontando).Representação de uma Grandeza VetorialAs grandezas vetoriais são representadas da seguinte forma: a letra que representa a grandeza, e uma a“flechinha” sobre a letra. Da seguinte forma...
  • 36. Comparação entre vetoresUm Sistema de coordenadas também é utilizado para representar forças, que podem ser dirigidas como noexemplo 2. Nesse caso se aplicam as relações trigonométricas: Tg θ = Fy/Fx, sen θ = Fy/F e cos θ = Fx/F. omódulo de F pode ser obtido com a aplicação do teorema de Pitágoras: F = √F²x + F²yTrês vetores com intensidade, direção e sentido específicos.
  • 37. SOMA VETORIALAtravés da soma vetorial encontramos o vetor resultante. O vetor resultante seria como se todos osvetores envolvidos na soma fossem substituídos por um, e este tivesse o mesmo efeito.Existem duas regras para fazer a soma vetores.FORÇA RESULTANTE • É o resultado produzido por várias forças que atuam num determinado corpo. • Vale algumas observações: – existe o vetor oposto - que é o vetor oposto de , com mesmo modo (intensidade ou tamanho), mesma direção e sentido contrário – A multiplicação de por um número real n é um vetor T, sendo T = n , com mesma direção de , e sentido que depende do sinal de n. – Vale a propriedade associativa ( 1 + 2) + 3 = 1 + ( 2 + 3) – Vale a propriedade cumulativa ( 1 + 2) = ( 2 + 1) ADIÇÃO DE VETORESPodemos usar quatro regras ou métodosRegra do PolígonoÉ utilizada na adição de qualquer quantidade de vetores.Exemplo:
  • 38. Fazendo a Soma através da Regra do Polígono REGRA DO PARALELOGRAMOÉ utilizada para realizar a adição de apenas dois vetores.Exemplo: FAZENDO A SOMA ATRAVÉS DA REGRA DO PARALELOGRAMO
  • 39. Regra do Paralelogramo: Casos Particulares Método das ComponentesÉ o método onde os vetores são representados em um sistema de coordenadas retangulares e descritoscomo a soma das componentes (projeções) nas direções x e y. O vetor soma resultante dos vários vetorescorresponderá a um vetor cuja componente x é a soma algébrica das componentes x de cada vetor e cujacomponente y é a soma algébrica das componentes y de cada vetor.O módulo do vetor soma pode ser obtido pela aplicação do teorema de Pitágoras (F = √F²x + F²y).
  • 40. MÉTODO ALGÉBRICOO módulo do vetor soma pode ser calculado a partir da lei dos cossenos aplicada ao triângulo formadopelas forças F1, , F2 e R. LEIS DE NEWTON 1ª Lei de Newton Lei da Inércia Todo o corpo permanece em repouso ou em movimento retilíneo uniforme, exceto se forçasexternas atuarem nele. Um objeto imóvel permanecerá assim desde que não haja uma força resultante agindo sobre ele.Da mesma forma, um corpo movimentando-se com velocidade constante ao longo de uma trajetóriaretilínea manterá este movimento, a não ser que sobre ele atue uma força resultante que altere avelocidade ou a direção do movimento. Na verdade essa lei implica duas situações de equilíbrio: equilíbrio estático e equilíbrio dinâmico.Em outras palavras, podemos dizer que: RESULTANTE DAS FORÇAS EXTERNAS = ZERO
  • 41. Segunda Lei de Newton Massa e AceleraçãoA ação de uma força resultante não nula sobre um corpo produz variação do vetor velocidade.A resultante das forças aplicadas a um ponto material é igual ao produto de sua massa pelaaceleração adquirida:   FR  m  a 3ª Lei de Newton (Ação e Reação)Segundo os autores,
  • 42. Toda vez que um corpo A exerce uma força F num corpo B, este também exerce em A uma força F tal queessas forças: • Têm a mesma intensidade (módulo); • Têm a mesma direção; • Têm sentidos opostos; • Tem a mesma natureza, sendo ambas de campo ou ambas de contato. • Não se equilibram, pois estão aplicadas em corpos diferentes Algumas Forças EspeciaisFORÇA PESOQuando os corpos são abandonados nas proximidades do solo, caem sofrendo variações de velocidade.Afirmamos então que a Terra interage com esses corpos exercendo uma força a qual chamamos de peso,indicada por P.É a quantidade de força exercida pela terra que atrai os corpos. Pode ser denominada de forçagravitacional, força peso ou simplesmente peso exercida sobre um corpo. P=m.g P = Newtons (N);Quando um corpo está em movimento sob ação exclusiva de seu peso P, ele adquire uma aceleraçãodenominada “aceleração da gravidade g”. Sendo m a massa do corpo , a equação fundamental F R= m.atransforma-se em P = m.g , pois a resultante FR é o peso P e a aceleração a é a aceleração da gravidadeg.g vale 9,8m/s² adotaremos 10 m/s². 2% para mais.O PESO P é uma grandeza vetorial e tem direção sempre vertical ( orientada para o centro da Terra ) esentido de cima para baixo.É BOM LEMBRAR QUE:O Peso e a massa são grandezas distintas. • A massa é uma grandeza constante, isto é, não depende do local onde é medida. • O peso do corpo depende do local onde é medido.Força MuscularSão forças produzidas pelos músculos que tem a função de controlar as posturas e os movimentos dosanimais.Consiste num número muito grande de fibras, cujas células são capazes de contraírem, quando estimuladaspor impulsos nervosos.Normalmente é ligado a dois tipos diferentes de ossos por meio de tendões.
  • 43. A força máx. que um músculo pode exercer depende da área de secção transversal (corte perpendicular) domúsculo e é inerente a estrutura dos filamentos musculares. Pode variar de 30 a 40 N/cm². • A capacidade de usar a energia mecânica, produzindo contrações que levam o segmento ou o corpo a, vencendo resistências, superar oposições criadas pela ação das leis naturais que regem o universo. Classificação de força1- Isométrica - é a capacidade de se realizar tensão muscular sem produzir movimentos aparente (F=R).2- Dinâmica - é a capacidade de se realizar tensão, produzindo movimento aparente.2.1-Isocinética - existe quando a resistência é proporcional a força aplicada e a velocidade do movimento.2.2-Isotônica - existe quando a força (F) é maior ou menor que a resistência (R), produzindo trabalhopositivo ou negativo, respectivamente.2.2.1-Isotônica concêntrica -F>R2.2.2-Isotônica excêntrica - F<R Força de Contato ou Força de Reação Normal As forças que agem sobre um bloco em repouso sobre uma mesa são a força peso P exercida pelaterra e uma força de igual módulo e direção, mas com sentido contrário aplicada ao bloco exercida pelasuperfície da mesa chamada força de contato ou normal N.FORÇA NORMAL (N) – É a força exercida pela superfície em que o corpo está apoiado. Ela atuaPERPENDICULAR a superfície, em que o corpo se encontra.Quando um corpo pressiona uma superfície, a superfície deforma-se e empurra o corpo com uma forçaperpendicular à sua superfície (normal à superfície). Essas forças formam um par ação-reação.Se um bloco de peso P, apoiado sobre uma superfície horizontal, exerce sobre essa superfície umacompressão N´, perpendicular à superfície, a superfície reage sobre o bloco, exercendo sobre ele umareação normal N.Força de Contato ou Força de Reação Normal FORÇA DE ATRITO Consideremos um corpo sobre uma superfície horizontal, no qual atua uma força F horizontal,insuficiente para deslocá-lo. Como o corpo continua em repouso, a resultante das forças que atuam sobreele deve ser nula.
  • 44. Como pode ser observado, isto não poderia acontecer pois aparentemente, na direção horizontal,só existe a força F atuando no corpo. Então somos obrigados a admitir a existência de uma força oposta àtendência do movimento. Tal força é chamada de FORÇA DE ATRITO Fat.
  • 45. TIPOS DE FORÇAS DE ATRITOHá dois tipos de forças de atrito: ESTÁTICA e DINÂMICAForça de atrito ESTÁTICA • É aquela que atua enquanto não ocorre movimento. • Enquanto o atrito for estático, à medida em que aumentamos a força motriz F, a força de atrito ( Fat ) também aumenta, de modo a equilibrar a força motriz e impedir o movimento. • Mas a força de atrito não cresce indefinidamente, existindo um valor máximo que é chamado de FORÇA DE ATRITO ESTÁTICO MÁXIMA ( Femax ).Força de Atrito EstáticoOcorre quando não há deslizamento entre duas superfícies. Será sempre contrário à tendência demovimento.
  • 46. Força de atrito DINÂMICA ou CINÉTICAÉ aquela que atua durante o movimento.Para iniciar o movimento, partindo do estado de repouso, é preciso que a intensidade da força motriz F sejasuperior à intensidade da FORÇA DE ATRITO ESTÁTICO MÁXIMA ( Femax ).Uma vez iniciado o movimento, a força de atrito estática deixa de existir, passando a atuar a força de atritodinâmica, também contrária ao movimento, e de valor inferior ao da força de atrito estático máxima.Força de Atrito CinéticoOcorre quando houver deslizamento entre duas superfícies. Será sempre contrário ao movimento.Também chamado atrito dinâmico.  A força de atrito cinética é dada por FAT = μc.NN→Força normal (neste caso tem mesmo módulo do peso).μc→Coeficiente de atrito cinético. Depende das duas superfícies em contato. EXEMPLO: Um corpo de massa m = 5 kg é puxado horizontalmente sobre uma mesa por uma força F =15 N. O coeficiente de atrito entre o corpo e a mesa é μC= 0,2. Determine a aceleração do corpo. Considereg = 10 m/s2.OBS.: Quando o plano de apoio for horizontal, o peso P é igual a força normal N. P = NFat = m . NFat = m . P Fat = m . m . gATENÇÃO:A força de atrito independe da área de contato entre as suas duas superfícies. O coeficiente m é adimensional (não tem unidade de medida) e depende apenas das superfícies decontato.
  • 47. Corpo em repouso ou Movimento Uniforme. FR = 0 F - Fat = 0Corpo em M.U. V. FR = m . aF - Fat = m . aCoeficientes de atrito estático µe e de atrito dinâmico µdDeslocamentoDefinido como sendo a variação da posição durante um certo intervalo de tempo.Representa-se por x x = xf - xiAs unidadedes do SI são o metro (m) x pode ser positivo ou negativoDiferente da distância que é o comprimento percorrido pela partícula.O deslocamento escalar pode ser positivo, negativo ou nulo, e nem sempre corresponde à distânciaefetivamente percorrida pelo móvel, essas duas grandezas somente coincidem quando o móvel semovimenta no mesmo sentido e a favor da orientação da trajetória.BalísticaUm objecto pode mover-se simultaneamente nas direcções x e yO tipo de movimento a duas dimensões com que vamos lidar, chamamos de movimento do projetilPodendo ou não utilizarmos um projetilPrincípios do movimento de projecteisA aceleração g na queda livre é considerada constanteE é direcionada para baixoO efeito do atrito é desprezávelAssim, um objecto com o movimento do projetil, define no seu movimento uma parábolaEste percurso é chamado trajetóriaCinemática do Movimentodos ProjéteisNo ponto máximo ou ápice do vôo, que é o instante entre a subida e a descida, a velocidade vertical é 0, amedida que o objeto cai, sua velocidade aumenta progressivamente, de novo, em virtude da aceleraçãogravitacional, a velocidade será igual a inicial porém com direção invertida. ÁpiceFatores que Influenciama Trajetória do ProjétilÂNGULO DE PROJEÇÃO, A VELOCIDADE DE PROJEÇÃO E A ALTURA RELATIVA DE PROJEÇÃO.Quando entendemos como estes fatores interagem no contexto do desporto, tanto para determinar amelhor maneira de projetar as bolas e outros implementos como para prever a melhor maneira de apanharou rebater bolas projetadas.Velocidade de ProjeçãoQuando o ângulo de projeção e outros fatores são constantes, a velocidade de projeção determina ocomprimento ou o tamanho da trajetória de um projétil.Se o projétil é projetado para cima a velocidade inicial indica a altura do ápice da trajetóriaSe o projétil é projetado em um ângulo oblíquo, a velocidade inicial determina tanto a altura quanto ocomprimento horizontal da trajetória.Verificação da trajetória parabólica,1Escolha do sistema de referênciay é vertical com a trajetória para cima positivaComponentes da acelaraçãoay = -g e ax = 0Componentes da velocidade inicial
  • 48. vxi = vi cos q e vyi = vi sin qVerificação da trajetória parabólica,2Deslocamentosxf = vxi t = (vi cos q) tyf = vyi t + ½ay t2 = (vi sin q)t - ½ gt2A combinação das equações dá:Ou seja, está na forma y = ax – bx2 que é a fórmula da parábolaDiagrama do movimento do projetilMovimento do projetil – ImplicaçõesA componente y da velocidade é zero quando a altura do projetil é máximaA aceleração mantém-se constante durante a trajetóriaAlcance e máxima altura de um projetilQuando analisamos o movimento de um projétil, temos duas características de interesse especialO alcance, R, é a distância horizontal entre o lançamento e a queda do projetilA máxima altura que o projetil alcança é hAltura de um projetil, equaçãoA máxima altura que um projetil pode alcançar em função da sua velocidade inicial é:Esta equação só é válida no movimento simétricoAlcance de um projetil, equaçãoO alcance de um projetil pode ser expresso em termos da sua velocidade inicial por:Só é válido para uma trajetória simétricaAlcance de um projetil, inclinaçãoAlcance de um projetil, finalO máximo alcance ocorre para qi = 45oÂngulos complementares dão origem ao mesmo alcanceA altura máxima será diferente para cada um dos ângulos complementaresO tempo de voo será diferente para cada um dos ângulosMovimento do projetil – Resolução de problemasSeleccione um sistema de coordenadasEquacione a velocidade inicial em termos das suas componentes x e yAnalise o movimento horizontal usando técnicas com a velocidade constanteAnalise o movimento vertical usando técnicas com a aceleração constanteLembre-se que as duas direcções tem o mesmo tempo de percursoMovimentos de projetil não simétricosTORQUETorque ou momento de Força é a força aplicada perpendicularmente ao objeto T=F.d_Isto quer dizer que o braço de momento é a menor distância entre a linha de execução de força e o eixo derotação.No corpo humano, o braço de momento de um músculo, em relação ao centro de uma articulação, é adistância perpendicular entre a linha de ação do músculo e o centro da articulação.TORQUEÉ uma grandeza física importante no nosso dia-a-dia.Está associado à rotação de um corpo ao qual se aplica uma força, diferentemente da força que serelaciona à translação.Para que haja equilíbrio rotacional de um corpo, a soma dos torques de todas as forças a ele aplicadas deveser igual a zero.TORQUEÉ uma grandeza vetorial, por isto usaremos como positivo (+) o momento de força que leva a rotação deum corpo no sentido anti-horário e negativo (-) aquele que leva à rotação no sentido horário.O efeito da rotação depende da intensidade da força F e da distância d perpendicular ao eixo de rotação.TORQUE
  • 49. O braço de momento de um músculo é máximo com um ângulo de 90º de tração. À medida que a linha detração se afasta de 90º em qualquer direção, o braço de momento torna-se progressivamente menor.Sendo grandeza vetorial, possui magnitude e direção, convencionalmente no sentido anti-horário é positivoe no sentido horário é negativo.Torques Articulares ResultantesImportantes por produzirem o movimento dos segmentos corporais. Grande parte do movimento humanoenvolve a elaboração simultânea de tensão nos grupos musculares agonistas e antagonistas.Torque efetivo é a diferença entre tensão dos músculos agonistas e antagonistas.Quando torque efetivo e movimento articular estão na mesma direção é denominado concêntrico,enquanto o torque na direção oposta ao movimento articular é considerado excêntricoTorque ou momento resultanteDa mesma forma que é possível determinar uma força resultante que isoladamente tem o mesmo efeitodas forças componentes de um sistema, pode-se determinar o momento resultante de um sistema deforças em relação a um determinado eixo.O torque resultante em relação a um determinado eixo é a soma dos torques de cada uma das forças quecompõem o sistema em relação ao mesmo eixo.P = 50 N, Ps = 20 N, F = 400 N a = 5 cm, b = 15 cm, c = 30 cmExemplo 2Uma pessoa faz um exercício de flexão com levantamento lateral do braço, segurando na mão um objetocom massa 2Kg. A distância braço-antebraço-metade da mão dessa pessoa mede 70cm. O eixo de rotaçãoesta no ombro. Calcule o momento da força peso desse objeto para cada uma das duas situações em que obraço faz um ângulo com a vertical de:RESOLUÇÃO a) T1= F.d| = -P. d| = -mg.d| , se d_=(0,70m)sen 30º= (0,70m).0,5=0,35 Portanto, T1 = - 2x10x0,35=-7N.m b) T2=2x10x0,7=-14N.mEquilíbrio estáticoUm corpo está em equilíbrio estático quando a força resultante E o momento resultante de todas as forçasque atuam sobre ele for igual a zero.Equilíbrio estático1ª condição de equilíbrio:A força resultante de todas as forças que atuam sobre o corpo deve ser igual a zero.Equilíbrio estático2ª condição de equilíbrio:O momento resultante de todas as forças que atuam sobre o corpo em relação a qualquer eixo deve serigual a zero.Noções de Biomecânica AplicadaSISTEMA DE ALAVANCASHASTE RÍGIDA QUE GIRA EM TORNO DE UM FULCRO PARA EXECUTAR E EFETIVAR O MOVIMENTODESEJADO.COMPONENTESALAVANCA: Haste Rígida (ossos)EIXO: ponto de fixação mas que permite mobilidade (parafuso – articulação).RESISTÊNCIA: peso do próprio segmento, peso extra e força gravitacional.FORÇA: trabalho muscular.TIPOS / CLASSIFICAÇÃO  TIPO I – 1 CLASSE – INTERFIXA  TIPO II – 2 CLASSE – INTER-RESISTENTE  TIPO III – 3 CLASSE - INTERPOTENTE
  • 50. ALAVANCA INTERFIXAAlavanca de EquilíbrioApresenta ponto de apoio entre a força e a resistênciaAlavancas de I ClassePonto fixo entre a Força e a ResistênciaALAVANCA INTER-RESISTENTEAlavanca de Força ou de EsforçoApresenta a resistência entre a força e o eixoALAVANCA INTERPOTENTEAlavanca de VelocidadeApresenta a força entre o eixo e a resistência.VANTAGEM MECÂNICARefere-se à vantagem que se obtém ao usar uma alavanca;Permitindo que uma resistência possa ser vencida com menor esforço;A Vantagem Mecânica é a proporção da Resistência ao Esforço, sendo expressa assim: V.M. = BF / BR  Um sistema de alavancas é o meio pelo qual o corpo humano consegue movimento e elasticidade.  O conhecimento dos princípios das alavancas também é necessário para que se compreenda o método de progressão no fortalecimento de músculos.  Conforme a força do músculo aumenta, a resistência ou peso que devem ser superados também devem ser aumentados, até o momento que nenhuma progressão posterior seja possível ou desejada.  Como as inserções de músculos que constituem fatores de esforços estão situadas em pontos fixos em relação às articulações, os únicos fatores capazes de variação são o peso e sua distância do ponto de apoio. Pode-se, portanto, aplicar resistência adicional à ação muscular, tanto pelo aumento do peso a ser superado quanto pelo aumento do comprimento do braço da resistência ou peso. Refere-se, geralmente, ao aumento do comprimento do braço da resistência como aumento da força mecânica.Vantagem mecânica de uma alavancaA eficiência de uma alavanca para mover uma resistência é dada pela vantagem mecânica:braço de força - distância do eixo até a forçabraço de resistência - distância do eixo até a resistênciaVantagem mecânica de uma alavanca • Vm = 1 - a força necessária para movimentar uma resistência é exatamente igual à resistência. • Vm > 1 - a força necessária para movimentar uma resistência é menor do que a resistência. • Vm < 1 - a força necessária para movimentar uma resistência é maior do que a resistênciaAlavancas de primeira classe • Força e resistência aplicadas em lados opostos do eixo. • No corpo humano - ação simultânea dos agonistas e antagonistas em lados opostos de uma articulação. • A vantagem mecânica pode ser maior, menor ou igual a 1.Alavancas de segunda classe • Resistência aplicada entre o eixo e a força. • No corpo humano - não existem exemplos análogos. • A vantagem mecânica é sempre maior que 1, pois o braço de força é sempre maior que o braço de resistência.Alavancas de terceira classe • Força aplicada entre o eixo e a resistência. • No corpo humano - a grande maioria das alavancas do corpo. • A vantagem mecânica é sempre menor que 1, pois o braço de força é sempre menor que o braço de resistência.Alavancas
  • 51. A grande maioria das alavancas do corpo humano, por serem de terceira classe e apresentarem asinserções dos músculos próximas das articulações, apresentam baixo rendimento em termos de força.AlavancasEntretanto, um pequeno encurtamento do músculo possibilita uma grande amplitude de movimento naextremidade do segmento. Da mesma forma, uma velocidade de encurtamento do músculo relativamentebaixa acarreta uma velocidade muito maior na extremidade do segmento.Que soluções, simples, encontrou o Homem para reduzir o esforço físico e ajudar nos trabalhos do dia-a-dia? A proposta de trabalho:Identificar objectos que se utilizam, ou utilizaram, no dia-a-dia e que suportam o seu funcionamento emmáquinas simples.Recolher imagens dos mesmos.Descrever o seu funcionamento.Identificar o princípio, a lei, que suporta o seu funcionamento.Uma consulta à página do projecto “Dai-me um ponto de apoio” pode ser um bom começo, mas não esgotao assunto.Determine os tipos de alavancas CONCEITOS CINÉTICOS PARA ANÁLISE DO MOVIMENTO HUMANOMassa é a quantidade de matéria que compõe um corpo. M (kg);Inércia resistência a ação ou a mudança, tendência de um corpo manter seu estado atual de movimento. Aquantidade de inércia é diretamente proporcional à massa;Força é o impulso ou tração agindo sobre um corpo. Caracterizada por magnitude, direção e ponto deaplicação ou F=m.a F=Newtons (N). FORÇASAs forças são grandezas vetoriais, as quais possuem ao mesmo tempo magnitude e direção (diferente dasgrandezas escalares que possuem apenas magnitude).FORÇAS VETORIAIS:expressas em gráfico representados por SETA, onde:CAUDA DA SETA: indica o ponto de fixação da força em outro corpoPONTA DA SETA: indica a direção da forçaHASTE DA SETA: linha de ação da força e o seu comprimento desenhado em escalas e representa amagnitude da força (lbs, N, kg) LEIS DE NEWTONFixaçãoTrigonometriaAs relações trigonométricas fundamentam-se nas relações existentes entre os lados e os ângulos detriângulos. Muitas funções derivam do triângulo retângulo – um triângulo que possui um ângulo reto.Álgebra vetorialGrandezas escalaresGrandezas vetoriaisVetoresDecomposição de vetoresAdição de vetoresExercícios
  • 52. Conceitos Cinéticos paraAnálise do Movimento HumanoPeso é a quantidade de força gravitacional exercida sobre um corpo. P=m.g P=Newtons (N);Pressão é definida como força distribuída por determinada área. p=F/A p=N/m²Volume é quantidade de espaço que o corpo ocupa. Geralmente a largura x altura x profundidade. V=cm³ou m³Conceitos Cinéticos paraAnálise do Movimento HumanoDensidade é a relação da massa de um corpo com seu volume. ρ=m/v (K/ m³);Peso específico é definido como peso por unidade de volume γ= P/V (N/m³);Torque ou momento de Força é a força aplicada perpendicularmente ao objeto T=F.dÁlgebra VetorialVetor é uma quantidade que possui magnitude (volume) e direção (orientação);Força, pressão, peso específico e torque são quantidades vetoriais cinéticas (ação das forças)Deslocamento, velocidade e aceleração são quantidades vetoriais cinemáticas (descrição do movimento,inclui consideração de espaço e tempo)Composição VetorialSoma de vetores = Vetor único que resulta de um ou mais vetores é conhecido como vetor resultante ouresultante. 7N + 4N = 11N -7N + 4N = -3NCinética Linear doMovimento HumanoÉ o ramo da mecânica referente as causas do movimento. Se preocupa com as forças que agem sobre umsistema.A base para a compreensão do movimento linear é o conceito de força.Cinética Linear doMovimento Humano  Características de uma força:  São grandezas vetoriais que possuem ao mesmo tempo direção e magnitude.  Magnitude = quantidade de força aplicada. No sistema internacional (SI) de medidas, a unidade de força é N (Newton).  As forças tem outras características igualmente importantes:Ponto de aplicação – ponto específico onde a força é aplicada ao objetoLinha de ação aplicação – representa uma linha reta de comprimento infinito na direção a qual a força estáagindoDistância e DeslocamentoSão avaliados de forma diferente.Distância é a medida ao longo da trajetória do movimentoDeslocamento é linear, é medido em uma reta da posição inicial à final.Distância é uma grandeza escalar e deslocamento é vetorialQuando o deslocamento ocorre em uma linha reta, distância e deslocamento são iguais.Rapidez e VelocidadeRapidez é a distância percorrida sobre o tempo gasto para percorrê-la;Velocidade é a distância sobre o tempo, também pode ser calculada como deslocamento durantedeterminado tempo, outra forma seria a posição2 – posição1 sobre tempo 2 – tempo1 Velocidade nadador Velocidade da correnteAceleração
  • 53. Definida como o ritmo de mudança de velocidade ou como a mudança na velocidade que ocorre duranteum determinado período de tempo; a=∆v/∆t a=v₂ – v₁/∆tCinemática do Movimentodos Projéteis  No ponto máximo ou ápice do vôo, que é o instante entre a subida e a descida, a velocidade vertical é 0, a medida que o objeto cai, sua velocidade aumenta progressivamente, de novo, em virtude da aceleração gravitacional, a velocidade será igual a inicial porém com direção invertida. ÁpiceFatores que Influenciam a Trajetória do Projétil  ÂNGULO DE PROJEÇÃO, A VELOCIDADE DE PROJEÇÃO E A ALTURA RELATIVA DE PROJEÇÃO.  Quando entendemos como estes fatores interagem no contexto do desporto, tanto para determinar a melhor maneira de projetar as bolas e outros implementos como para prever a melhor maneira de apanhar ou rebater bolas projetadas.Velocidade de ProjeçãoQuando o ângulo de projeção e outros fatores são constantes, a velocidade de projeção determina ocomprimento ou o tamanho da trajetória de um projétil.Se o projétil é projetado para cima a velocidade inicial indica a altura do ápice da trajetóriaSe o projétil é projetado em um ângulo oblíquo, a velocidade inicial determina tanto a altura quanto ocomprimento horizontal da trajetória.TORQUETorque ou momento de Força é a força aplicada perpendicularmente ao objeto T=F.d_Isto quer dizer que o braço de momento é a menor distância entre a linha de execução de força e o eixo derotação.No corpo humano, o braço de momento de um músculo, em relação ao centro de uma articulação, é adistância perpendicular entre a linha de ação do músculo e o centro da articulação.TORQUEO braço de momento de um músculo é máximo com um ângulo de 90º de tração. À medida que a linha detração se afasta de 90º em qualquer direção, o braço de momento torna-se progressivamente menor.Sendo grandeza vetorial, possui magnitude e direção, convencionalmente no sentido anti-horário é positivoe no sentido horário é negativo.Torques Articulares ResultantesImportantes por produzirem o movimento dos segmentos corporais. Grande parte do movimento humanoenvolve a elaboração simultânea de tensão nos grupos musculares agonistas e antagonistas.Torque efetivo é a diferença entre tensão dos músculos agonistas e antagonistas.Quando torque efetivo e movimento articular estão na mesma direção é denominado concêntrico,enquanto o torque na direção oposta ao movimento articular é considerado excêntricoTorque ou momento resultanteDa mesma forma que é possível determinar uma força resultante que isoladamente tem o mesmo efeitodas forças componentes de um sistema, pode-se determinar o momento resultante de um sistema deforças em relação a um determinado eixo.Torque ou momento resultanteO torque resultante em relação a um determinado eixo é a soma dos torques de cada uma das forças quecompõem o sistema em relação ao mesmo eixo.P = 50 N, Ps = 20 N, F = 400 N a = 5 cm, b = 15 cm, c = 30 cmEquilíbrio estáticoUm corpo está em equilíbrio estático quando a força resultante E o momento resultante de todas as forçasque atuam sobre ele for igual a zero.Equilíbrio estático
  • 54. 1ª condição de equilíbrio:A força resultante de todas as forças que atuam sobre o corpo deve ser igual a zero.Equilíbrio estático2ª condição de equilíbrio:O momento resultante de todas as forças que atuam sobre o corpo em relação a qualquer eixo deve serigual a zero.Noções de Biomecânica AplicadaAlavancas de I ClassePonto fixo entre a Força e a ResistênciaVantagem mecânica de uma alavancaA eficiência de uma alavanca para mover uma resistência é dada pela vantagem mecânica:braço de força - distância do eixo até a forçabraço de resistência - distância do eixo até a resistênciaVantagem mecânica de uma alavanca  Vm = 1 - a força necessária para movimentar uma resistência é exatamente igual à resistência.  Vm > 1 - a força necessária para movimentar uma resistência é menor do que a resistência.  Vm < 1 - a força necessária para movimentar uma resistência é maior do que a resistênciaAlavancas de primeira classe  Força e resistência aplicadas em lados opostos do eixo.  No corpo humano - ação simultânea dos agonistas e antagonistas em lados opostos de uma articulação.  A vantagem mecânica pode ser maior, menor ou igual a 1.Alavancas de segunda classe  Resistência aplicada entre o eixo e a força.  No corpo humano - não existem exemplos análogos.  A vantagem mecânica é sempre maior que 1, pois o braço de força é sempre maior que o braço de resistência.Alavancas de terceira classe  Força aplicada entre o eixo e a resistência.  No corpo humano - a grande maioria das alavancas do corpo.  A vantagem mecânica é sempre menor que 1, pois o braço de força é sempre menor que o braço de resistência.AlavancasA grande maioria das alavancas do corpo humano, por serem de terceira classe e apresentarem asinserções dos músculos próximas das articulações, apresentam baixo rendimento em termos de força.AlavancasEntretanto, um pequeno encurtamento do músculo possibilita uma grande amplitude de movimento naextremidade do segmento. Da mesma forma, uma velocidade de encurtamento do músculo relativamentebaixa acarreta uma velocidade muito maior na extremidade do segmento.Equações de Equilíbrio Estático  É quando o corpo fica completamente imóvel.  Três condições básicas: 1. A soma de todas as forças verticais deve ser zero – ΣFv = 0 2. A soma de todas as forças horizontais deve ser zero – ΣFh = 0 3. A soma de todos os torques deve ser zero – ΣT = 0.  As condições de equilíbrio estático são instrumentos valiosos para solucionar os problemas relacionados ao movimento humano.Equações de Equilíbrio Dinâmico  Os corpos em movimento são considerados como encontrando-se em um estado de equilíbrio dinâmico, com todas as forças atuantes resultando em forças inerciais iguais dirigidas em sentidos opostos.
  • 55.  As equações de equilíbrio dinâmico podem ser assim enunciadas:ΣFx – m.ax = 0ΣFy – m.ay = 0ΣTG – Īα = 0 (momento de inércia pela aceleração angular do corpo).Plano e eixo SagitalPlano e Eixo FrontalPlano Eixo TransversoPARÂMETROS CINEMÁTICOSEspaço – área ou volume ocupado por um corpo e a distância ou ângulo através do qual o corpo se deslocadurante o movimentoPARÂMETROS CINEMÁTICOSDeslocamento linear – relação entre a magnitude da distância percorrida pelo corpo e a sua direção.PARÂMETROS CINEMÁTICOSV = d/t (1)a = Δv / Δt (2)V = Fb x Cb (3)Direção do movimento linear de um corpo em rotação  Efeito do achatamento do arco  Efeito do ponto de soltura na direção  Efeito da variação do tamanho do raio de rotação na quantidade de movimento. a. Situações em que o aumento do raio é desejado b. Situações em que a diminuição do raio é desejado c. Situações em que a alternância entre aumento e diminuição do raio são desejadosTIPOS DE CONTRAÇÕES MUSCULARES A) ISOMÉTRICA: Quando o músculo contrai-se e produz força sem nenhuma alteração macroscópica no ângulo da articulação (SMITH et al., 1997). Quando uma força propulsiva não é suficiente para superar uma força resistiva não alterando assim, o comprimento do músculo nem o estado de movimento do objeto (BARHAM,1978). B) ISOTÔNICA: Tipo de contração que ocorre quando a tensão desenvolvida no movimento é constante (KREIGHBAUM e BARTELS,1985). Tipo de contração em que um objeto associado a um grupo muscular se move e o músculo altera seu comprimento (BARHAM,1978).Aplicação do conceito de Momento angularAplicação do conceito de Momento angularTrabalhoTrabalho em uma bicicleta ergométrica  Deslocamento angular  W= Fd d = rθ W= F rθ  Movimentos cíclicos (contag. ciclos)  W= Fd d = 2πrn W = F2πrnTrabalho ao andar ou correr em uma esteira  W= F d  F = w d = dv= h W = wh  V= d / t V=Vy Vy = Vsen θVy = h / t ( V sen θ) = h / t W = w (V senθ)t
  • 56. CentrodeGravidadeCorporal