Roldanas e Polias

Você já observou pessoalmente, em programas esportivos ou em filmes, que nas academias de ginástica os aparelhos de musculação são cheios de discos rígidos em torno dos quais há um fio, em que estão presas as cargas? Para que servem?

Esses discos são denominados roldanas ou polias. São discos com um canal por meio do qual passa um fio ou corda, em que está presa uma carga.

Roldanas fixas

A roldana fixa facilita a realização de um esforço por mudar a direção da força que seria necessária. Nesse caso, como observamos na figura, a força necessária para equilibrar o corpo é igual à força realizada pela pessoa. Entretanto, para levantar a carga, temos que puxar para baixo, o que facilita o trabalho.

Roldanas móveis

As roldanas móveis diminuem a intensidade do esforço necessário para sustentar um corpo, pois parte desse esforço é feito pelo teto, que sustenta o conjunto.

Observe na figura a baixo, como a roldana móvel pode facilitar o trabalho.

• Com uma roldana móvel, a força necessária para equilibrar a carga é dividida por dois (2¹).
• Com duas roldanas móveis, a força necessária é dividida por quatro (2²).
• Com três, é dividida por oito (2³), e assim sucessivamente.

Agora já sabemos a razão de haver tantas polias em uma sala de musculação. Elas tornaram viáveis o esforço que queremos realizar, em geral mudando de direção da força necessária para levantar os pesos, a fim de trabalhar a musculatura desejada.

Chute com Variação do Ângulo e Velocidade

O trabalho feito pela equipe POWER , tinha como objetivo ver a ligação do futebol e a biomecânica , com foco em o chute e a sua velocidade e relação ao angulo do chute.

O Método usado nesse trabalho para medição da velocidade foi por meio de áudio capturado na filmagem, que como explicado no vídeo é de uma forma fácil de elaboração .
  Fazer a medição da distancia da bola até o arco , deixar um gravador na metade da distância, e depois ver seu pico de áudio e calcular do inicio do chute até sua chegada, como apresenta no vídeo.

CINEMÁTICA LINEAR E ANGULAR

                             

1.    CINÉTICA LINEAR

Cinética é a relação de força associada ao movimento.

·         Leis do Movimento – 3 leis de Newton

·         1ª Inercia - 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 trajetória retilínea manterá este movimento, a não ser que sobre ele atue uma força resultante que altere a velocidade ou a direção do movimento.

                                                                    Forças externas agem                     

                                                                          reduzindo a velocidade

                                                                          na maioria das situações.

·         2ª Aceleração - Uma força aplicada a um corpo provoca uma aceleração deste corpo, com uma magnitude proporcional a ela, na sua direção e inversamente proporcional à massa do corpo.

Relação entre FORÇA, MASSA e ACELERAÇÃO.

·         3ª Ação e reação - Quando um corpo exerce uma força sobre outro, este segundo corpo exerce uma força de reação que é igual em magnitude e em sentido oposto à do primeiro corpo.

·         Força - é qualquer interação de impulso ou tração entre dois objetos, que faça o objeto ter uma aceleração. É uma grandeza vetorial, então se utiliza de direção, sentido e magnitude. Necessita de um ponto de aplicação, linha de ação e um ângulo de aplicação.

·         Força gravitacional – atuam no corpo humano abrindo-o com uma magnitude de massa corporal combinada a aceleração da gravidade.

·         Força muscular e de ligamentos -  forças geradas por contrações musculares e impostas as articulações e ligamentos

·         Força ou reação do solo – FRS/ contato que o pé faz como chão e com o solo, gera uma força de reação ascendente. É usado para analisar as diferenças padrões de marcha no decorrer da vida e em indivíduos com algum tipo de deficiência física.

·         Força de atrito - a força de atrito surge em sentido contrário ao movimento de um objeto. Ela pode ser estática, se o objeto está em repouso, ou dinâmica, se o objeto está em movimento.

·         Impacto - é a colisão de dois corpos por um intervalo de tempo extremamente pequeno (30 – 50 ms), durante o qual os dois imprimem forças relativamente grandes um contra o outro. O comportamento de dois objetos após um impacto depende não somente do momento linear coletivo, mas também da natureza do impacto.

Ø  IMPACTO PERFEITAMENTE ELÁSTICO ® a velocidade relativa dos dois corpos após o impacto é a mesma que sua velocidade relativa antes dele.

Ø  IMPACTO PERFEITAMENTE PLÁSTICO ® pelo menos um dos corpos se deforma, não recuperando sua forma original, e os corpos não se separam.

1.    CINÉTICA ANGULAR

·         Momento da Inércia

Ø  Propriedade de um objeto em resistir às mudanças no seu movimento angular.

Ø  É afetado pela massa do objeto e como esta está distribuída em relação ao eixo de rotação.

Ø  Depende da massa de um corpo e de sua distribuição.

·         Momento Angular

Ø  Pode ser definido como a quantidade de movimento
angular de um corpo.

Ø  O momento angular de um corpo depende do seu momento de inércia e da sua velocidade angular.

MOMENTO ANGULAR DO CORPO HUMANO

                                                         O momento angular de todo corpo

                                                    

                  

                                                       O momento angular de todo corpo

                                                        é igual à soma dos momentos

                                                        angulares de todos os segmentos

                                                        corporais.

                                                                

                                                        Para não haver rotação do corpo:

                                                          momento angular total = zero

ESTUDO DIRIGIDO - CINÉTICA LINEAR E ANGULAR

ESTUDO DIRIGIDO - CINÉTICA LINEAR E ANGULAR

1. O que é inércia? Propriedade física da matéria, e segundo a relatividade, também da energia.

2. O que é momento linear e o que ele representa na avaliação do movimento humano? É uma das duas grandezas físicas fundamentais necessárias à correta descrição do inter-relacionamento entre o dois entes ou sistema físico.

3. Qual a relação da força com a massa e a aceleração de um corpo? A força é aquilo promove a aceleração para um corpo. A força aplicada em algum corpo é sempre proporcional à aceleração provocada, ou seja, aplicando força em um corpo, causaria uma aceleração e se aplicarmos o dobro de força essa aceleração seria multiplicada e assim sucessivamente.

4. O que é uma força de contato? É a força gerada no ponto de contato entre dois objetos. Assim como todas as outras forças, esta é regida pela segunda lei de Newton, porém podem ocorrer apenas quando esses objetos se encontram em contato direto.

5. Como funcionam as plataformas de força? Consistem de duas superfícies rígidas, uma superior e uma inferior que interagem por sensores de força. Normalmente são colocadas no chão de forma que sua superfície superior esteja nivelada com o chão para que seja possível andar sobre ela. Cada sensor de força registra a força aplicada nas direções medio-lateral, ântero-posterior e vertical.

6. Quais as diferenças na força de reação do solo, se comparar o andar e o correr? Os perfis de força de reação do solo mudam com o tempo e a magnitude dos componentes da força de reação do solo são maiores para corrida do que para o andar e elas também irão varias conforme a velocidade. Na caminhada, o componente vertical tem valor máximo de 1 a 1,2PC e na corrida o máximo pode ser de 3 a 5 PC. Na caminhada o componente de força vertical tem sua característica bimodal, pois apresenta dois valores máximos. O primeiro pico modal ocorre na primeira metade do apoio e caracteriza-se a porção de apoio do corpo abaixado após contato com o solo. O segundo pico apresenta o impulso ativo contra o solo para o movimento para o próximo passo. Na corrida, a forma de componente vertical da força de reação do solo depende do padrão de queda do pé do corredor. A curva do contato do calcanhar do pé do corredor tem dois picos discerníveis. O primeiro pico ocorre muito rapidamente após o contato inicial e é geralmente denominado de pico passivo.

7. O que é impulso? Grandeza física que mede a variação de quantidade de movimento de um objeto. É causado pela ação de uma força atuando durante um intervalo de tempo.

8. Quais as diferenças entre o atrito estático e dinâmico? Atrito estático é o componente horizontal da força de contato que atua sempre que dois corpos entram em choque e há tendência ao movimento. Atrito dinâmico é a força que surge entre as superfícies que apresentam movimento relativo de deslizamento entre si. Se opõe sempre a este deslizamento e atua nos corpos de forma sempre a contraria-los, mas nem sempre mostra-se oposta ao movimento observado do corpo.

9. Qual a relação entre tração e desempenho e risco de lesão? Os movimentos feitos em plano sagital estão relacionados com o desempenho e os do plano não-sagital estão relacionados com a lesões.

10. Para que serve o coeficiente de restituição no impacto de um corpo em movimento e um corpo estacionário? Serve como valor fracionário que representa a razão das velocidades antes e após o impacto.

11. O formato de um corpo influencia a força de arrasto experimentada durante os movimentos em um fluido? Sim, pois a forma depende da forma e da velocidade do corpo.

12. Qual a diferença entre inércia e momento de inércia? A inércia seria um corpo não submetido à ação de forças ou submetido a um conjunto de forças de resultante nula. Nessa condição o corpo não sofre variação de velocidade, ou seja, se está parado permanece parado, se está em movimento permanece em movimento e sua velocidade se mantém constante. O momento de inércia expressa o grau de dificuldade em se alterar o estado de movimento de um corpo em rotação. Também depende da distribuição da massa em torno de um eixo de rotação escolhido arbitrariamente.

13. Por que o momento de inércia varia, para um mesmo segmento, entre movimentos em um eixo e outro? Um mesmo segmento corporal apresenta diferentes valores de momentos de inércia dependendo do eixo no qual ele gira. No antebraço, por exemplo, a flexão e extensão tem maior momento de inércia, enquanto a pronação e supinação tem menor momento de inércia.

14. O que é momento angular e como ele é manipulado em esportes com saltos?Momento angular de um corpo é a grandeza física associada à rotação e translação desse corpo. No caso específico de um corpo rodando em torno de um eixo, acaba por relacionar sua distribuição da massa com sua velocidade angular.

15. Como o momento de inércia auxilia na locomoção? O momento de inércia mede basicamente a distribuição da massa de um corpo em torno de um eixo de rotação. Quanto maior for o momento de inércia de um corpo, mais dficil será faze-lo girar.

CINEMÁTICA LINEAR

                  

1.    CINEMÁTICA LINEAR

Forma, padrão ou sequência de movimento em relação ao tempo "aparência" do movimento. Descrição espaço-temporal do movimento.

A análise cinemática relaciona-se com o movimento relativo entre corpos rígidos e encontra aplicação na análise da marcha e de outros movimentos do corpo, nos quais, cada segmento do membro é considerado como um corpo rígido. A cinemática é a subdivisão da mecânica que trata da geometria do movimento, em relação com as forças que causam esse movimento.

O movimento é tridimensional e acontece em três planos: sagital, frontal e transverso.

A cinemática linear descreve o movimento em termos de deslocamento, velocidade e aceleração no espaço. A marca é um meio natural do corpo para se deslocar de um local para outro. Este também é o meio mais conveniente de percorrer distâncias.

·         Posição – Localização no espaço

                             UNIDIMENSIONAL 

                                     BIDIMENSIONAL

                                    TRIDIMENSIONAL

                                   

·             Instrumentação Biomecânica

  Como informações cinemáticas são adquiridas;

  Tecnologia provê mecanismos automatizados e em tempo real;

  Movimento – filmagem – digitalização – reconstrução – processamento – resultados.

·         Deslocamento

 Distância em linha reta em uma
 direção específica da posição inicial
 até a posição final.

·         Distância
Medida de comprimento do trajeto
seguido pelo objeto cujo movimento
está sendo descrito de uma posição
inicial até uma posição final.

·         Velocidade vetorial e escalar

A velocidade vetorial se divide em velocidade média e instantânea. A média é a distância percorrida dividida pelo tempo gasto, a instantânea é a velocidade que se refere a um determinado momento no tempo.

·         Aceleração

Grandeza vetorial que indica de que forma um corpo muda de velocidade ao longo do tempo ou, em outras palavras, qual o tempo gasto para um objeto sofrer determinada mudança na sua velocidade.

                    

                    Um objeto acelera se a magnitude ou a direção da                 

                    velocidade forem mudadas.

·         Cinemática Linear da Marcha

Ø  Passada: intervalo desde o evento em uma perna até o mesmo evento na mesma perna, no contato seguinte.

Ø  Passo: parte da passada que vai desde a ocorrência de um evento numa perna até o mesmo evento na perna oposta.

Ø  Largura do passo: distância (sentido médio-lateral) entre calcanhar direito e esquerdo.

Dois passos equivalem a uma passada, que também é chamada de ciclo da marcha.

                                  

Os Tipos de Pisadas

O modo como cada pessoa pisa é determinado pelas características anatômicas daquele ser humano. Entre um dos fatores influentes está o tipo de pé. A ortopedia classifica os pés de três formas: Pé Normal; Pé Plano e Pé Cavo.

O Pé Normal é o tipo mais comum, onde o peso do corpo é distribuído de forma mais equilibrada. O Pé Plano também conhecido como pé chato, toca o chão quase que por inteiro e possui um formato reto. Pé Cavo é aquele que tem um arco bem acentuado e curvado, onde a planta do pé quase não toca o chão.

A disposição dos joelhos também influencia na pisada, essa articulação pode possuir alguns desvios classificados de duas maneiras: Joelho valgo, que consiste na aproximação das articulações e no afastamento dos pés, caracterizando as chamadas pernas para dentro. E o joelho varo, que representa o arqueamento das pernas, promovendo a projeção das articulações para fora.

Além do tipo de pé e da disposição dos joelhos, o ângulo formado pelo quadril e a flexibilidade de articulações, como as do tornozelo são características anatômicas que somadas ao equilíbrio dos músculos específico de cada pessoa fazem com que cada uma delas apresente um determinado tipo de pisada.

As pisadas também são classificadas de três formas: pisada neutra; pisada pronada e pisada supinada.

Pisada neutra

A pisada neutra tem por característica impulsionar a passada com toda a parte frontal do pé. O impulso começa com a parte externa do calcanhar e o pé rotaciona ligeiramente para dentro, acontecendo o contato com o solo do lado externo do calcanhar e então ocorre uma rotação moderada para dentro, terminando a passada no centro da planta do pé. Cerca de 45% da população mundial tem essa pisada, e são os que têm menos restrições na hora de escolher um tênis, bastando apenas um amortecimento leve.

Pisada pronada

A Pisada pronada começa com o lado esquerdo do calcanhar e finaliza nas regiões próximas do dedão. Nessa pisada quando a parte de fora do calcanhar toca no chão, o pé inicia uma rotação excessiva para dentro, ou algumas vezes um pouco mais para a parte interna, para então ocorrer uma rotação acentuada do pé para dentro, terminando a passada perto das pontas dos dedos. 50% da população mundial tem essa pisada, que é mais comum em mulheres, pois serve como preparação pra a gravidez, tênis com amortecimento e controle de estabilidade leve são os mais indicados.

Pisada supinada

A pisada supinada é aquela em que a pessoa utiliza a parte externa do pé e principalmente a área do dedo mínimo para se impulsionar. Essa passada inicia o esforço no calcanhar e mantêm o contato do pé com o solo do lado externo, terminando a pisada na base do dedinho. Normalmente pessoas como o pé cavo realizam esse tipo de pisada, sendo uma parcela muito pequena da população mundial, apenas 5%. “Supinadores” têm o pé mais rígido e necessitam de calçados com reforço no amortecimento, além de controle de estabilidade.

Como descobrir qual é a sua pisada?

A melhor maneira de descobrir como se pisa é procurar um médico ortopedista, de preferência especializado em tornozelo e pé. Caso alguma doença não seja diagnosticada, é necessário fazer testes com um fisioterapeuta especializado em baropodometria, que é a análise de marcha.

A forma ideal de se examinar uma pisada seria a avaliação biomecânica em laboratório com câmeras bi ou tri-dimensionais e marcadores refletivos em posições específicas. Como isto não é viável para todas as pessoas, uma forma mais simples seria a análise do desgaste do solado.

O melhor é avaliar um tênis neutro, ou seja, um tênis que apresenta o mesmo suporte dos dois lados da entressola, sem nenhuma tecnologia para controle de pronação. Observe o desgaste do solado de um tênis antigo de preferência com solado reto:

• Desgaste Uniforme: Pisada Neutra
• Desgaste na Parte Interna: Pisada Pronada
• Desgaste na Parte Externa: Pisada Supinada

CG, EQUILÍBRIO E CONTROLE POSTURAL

1.    CG, EQUILÍBRIO E CONTROLE POSTURAL

O vetor peso corporal se origina em um ponto denominado centro de gravidade, ou o ponto sobre o qual todas as partículas do corpo (massa) estão uniformemente distribuídas.

·         Centro de Massa

  Ponto onde a massa do corpo está distribuída.

·         Centro de Gravidade

 Quando a força atuante é gravitacional, representa o corpo em análises mecânicas.

  É utilizado em análises do equilíbrio corporal.

  É indicador do posicionamento corporal.

                     Métodos de determinação do centro de gravidade

·         Método da Prancha de Reação - direto ou de corpo inteiro

  Localização do CG em uma posição particular.

  O cálculo envolve a soma dos torques agindo sobre o corpo.

·         Método de Borelli – séc. XVII

      Plano transversal que contém o CG

·         Método Segmentar – método indireto ou segmentar

Ø  Conhecimento das massas e localização do CM de cada segmento.

Ø  Cálculo do CM para cada segmento.

Ø  CM total será a posição resultante da ação da força peso de cada segmento, bem como sua distância do ponto de referência assumido.