Aula 6 Cinética Linear

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Aula 6 Cinética Linear

  1. 1. Felipe P Carpes [email_address] www.ufsm.br/gepec/biomec Cinética Linear
  2. 2. Forças associadas ao movimento CINÉTICA
  3. 3. Objetivos da aula Definir força e discutir as suas características Compor e resolver forças com base no cálculo vetorial Diferenciar força de contato e força de não contato Definir as leis de Newton Discutir os seis tipos de força e contato e como elas afetam o movimento humano Discutir as relações entre força, pressão, trabalho, energia e potência
  4. 4. Massa Inércia Força peso
  5. 5. Força Qualquer interação, de impulso ou tração, entre dois objetos, que faça com que um objeto acelere positiva ou negativamente É grandeza vetorial, logo direção sentido magnitude ponto de aplicação linha de ação ângulo de aplicação
  6. 6. Ponto de aplicação Linha de aplicação “ linha reta de comprimento infinito na direção na qual a força está agindo” A força irá produzir a mesma aceleração sobre o corpo se agir em qualquer parte ao longo da sua linha de aplicação
  7. 7. Características de uma força
  8. 9. Trabalhando com várias forças agindo sobre um sistema
  9. 10. Resolução e composição de forças
  10. 11. Leis do movimento 1ª Lei Lei na inércia – vídeo 1
  11. 12. 1ª Lei Lei na inércia Um corpo em repouso, tende a permanecer em repouso a menos que seja compelido a mudar seu estado pela ação de uma força externa
  12. 14. Leis do movimento 2ª Lei Lei da aceleração
  13. 15. A mudança de movimento é proporcional à força impressa e é feita na direção da linha reta em que a força é impressa Por que uma pedra e uma pena em queda livre atingem o solo ao mesmo tempo? Clique para a resposta 2ª Lei Lei da aceleração F = m·a
  14. 16. Maior força aplicada, maior aceleração Maior massa, menor aceleração para mesma força Por que uma pedra e uma pena em queda livre atingem o solo ao mesmo tempo? Pena com massa = m Pedra com massa = 5m F = m.a a = F : m a pena = F : m a pedra = 5F : 5m  a pedra = 5F : 5m  a pedra = F : m 2ª Lei Lei da aceleração F = m·a
  15. 17. A partir da definição da 2ª lei do movimento, chegamos ao conceito de momento linear Vídeo 2 A variação do momento é proporcional à força impressa, e tem a direção da força
  16. 18. Leis do movimento 3ª Lei Lei da ação e reação
  17. 19. Leis do movimento 3ª Lei Lei da ação e reação A cada ação corresponde uma reação igual e oposta A ação mútua de dois corpos, um sobre o outro, é sempre igual e dirigida a partes contrárias
  18. 21. As forças que atuam no corpo humano são classificadas por Winter (1990) como: -  Forças gravitacionais : forças que atuam no corpo humano, atraindo-o com uma magnitude de massa corporal combinada a aceleração da gravidade, como por exemplo, a força peso -  Forças musculares e de ligamentos : forças geradas por contrações musculares e impostas às articulações e ligamentos Tipos de força
  19. 22. Tipos de força Forças de não contato Forças de contato
  20. 23. Tipos de força Forças de não contato Lei da gravitação dos corpos G = 6.67.10 -11 N.m 2 /kg 2
  21. 24. Tipos de força Forças de contato Força de reação do solo (FRS)
  22. 26. Lee & Hidler 2008 Smith et al 2004
  23. 28. 1, taxa de aceitação de peso ; 2, primeiro pico de força ; 3, força no médio apoio ; 4, segundo pico de força ; 5, impulso I = F média · Δ t
  24. 30. Tipos de força Forças de contato Força de atrito
  25. 31. Forças de contato Força de atrito
  26. 33. Princípios do atrito: 1) O atrito age paralelamente às superfícies em contato e na direção oposta à da força que produz ou tende a produzir movimento. 2) O atrito depende da natureza dos materiais em contato e do seu grau de polimento. 3) O atrito cinético é menor que o atrito estático. 4) O atrito cinético é praticamente independente da velocidade. 5) O atrito independe, praticamente, da área de contato. 6) O atrito é diretamente proporcional à força de uma superfície contra a outra. 7) A força de atrito independe da área e da superfície dos objetos. Forças de contato Força de atrito
  27. 34. Quanto MAIOR a interação MAIOR o valor de 
  28. 35. Desempenho Tração Lesão Desempenho medido Risco de lesão sem contato ?
  29. 36. Tipos de força Forças de contato Resistência dos fluidos
  30. 39. Tipos de força Forças de contato Força de inércia Distribuição de massa e sua influência na força inercial durante o andar Aceleração e desaceleração de segmentos
  31. 40. Tipos de força Forças de contato Força muscular
  32. 42. Tipos de força Forças de contato Força elástica Exemplos: Trampolim Componentes passivos do músculo esquelético Tendões e ligamentos
  33. 43. Aplicações especiais de força A força é medida por meio da análise de tensões.
  34. 45. Plataforma de Forças de Cunningham e Brown, 1952 Fz, Fx, Fy Mz Medidas de força de reação do solo
  35. 46. Pressão
  36. 48. Vídeo exemplo pressão no selim
  37. 49. Vídeos Aula 6 – handgrip pressure Aula 6 – pressão plantar 1 Aula 6 – pressão plantar 2
  38. 63. Referências HALL SJ. Biomecânica básica . 4ª edição, Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2009 HAMILL J; KNUTZEN KM. Bases biomecânicas do movimento humano . 2ª edição, Manole, 2008 ENOKA RM. Bases neuromecânicas da cinesiologia. 2ª edição, São Paulo: Manole, 2000 WINTER DA. Biomechanics and motor control of human movement. Wiley: NY, 1990 LESS SJ; HIDLER. Biomechanics of overground vs treadmill walking in healthy individuals. Journal of Applied Physiology 104:747-755, 2008 SMITH N et al. Ground reaction force measurement when running in soccer boots and soccer training shoes in a natural turf surface. Sports Engineering 7:159-167, 2004 CARPES FP et al. Effects of workload on seat pressure while cycling with two different saddles. Journal of Sexual Medicine 6:2728-2735, 2009 CARPES FP et al. Bicycle saddle pressure: effects of trunk position and saddle design on healthy subjects. Urologia Internationalis 82:8-11. 2009

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