segunda-feira, 21 de julho de 2014

Olimpíadas de Biomecânica! Realizada no dia 21.07.2014

               Meninas da Equipe Pitágoras!                           Equipe Completa!

 Equipe pronta para começar o circuito...


Basquete- 10 arremessos


 1° Questão
 Abdominais- 40
 Pular Corda- 40
 Corrida com Barreiras
 2° Questão
 Cambalhotas e socos 4x
 3° Questão
Labirinto... Finaliza dizendo o nome da Equipe...

Equipe Pitágoras 4° Lugar nas Olimpíadas de Biomecânica!

domingo, 20 de julho de 2014

O que é Cinemática?


Cinemática


  • Ramo da mecânica que estuda a Geometria.
  • Área de investigação que estuda o movimento dos corpos no espaço, sem se preocupar com suas causas e efeitos. 
  • A cinemática, para fins didáticos, pode ser subdividida em: Cinemática Linear e Cinemática Angular.
  • O espaço no SI é medido em metros (m).
  • A velocidade no SI é medida em m/s.
  • A aceleração no SI é medida e, m/s2.


Cinemática Linear:

Estuda o movimento a partir das grandezas lineares como espaço, velocidade, aceleração e tempo.
Velocidade (V):
É a razão entre o espaço percorrido e o tempo gasto.
 V = DS/Dt
O limite da equação acima quando Dt tende a zero é obtida a velocidade instantânea.

 Aceleração Linear:
É a medida da variação da velocidade na unidade de tempo.
 a = DV/Dt
  • O planeta terra atrai todos os corpos no seu campo de atração gravitacional com a = g = 9,82m/s2
  • Nos movimentos curvilíneos é conhecida como aceleração tangencial e faz variar o módulo da velocidade vetorial.
  • Para movimentos com aceleração constante são válidas as equações:

V = Vo + a . t
DS = Vo . t + a . t2/2
V2 = Vo2 + 2 . a . DS

A maioria dos movimentos corporais são movimentos curvilíneos ou rotacionais que tem uma articulação como centro.
  • Sendo assim, a análise cinemática do movimento humano geralmente é utilizada.
  • Os movimentos articulares são medidos em graus ou em radianos.
  • Lembrando: 180º = p radianos

Todos os movimentos rotacionais (articulares) no corpo humano apresentam 3 acelerações:
  • Aceleração Centrípeta (ac): faz o segmento corporal mudar de direção.
  • Aceleração Tangencial (at): faz o valor numérico da velocidade do segmento corporal variar.
  • Aceleração Vetorial (a): é a soma vetorial da ac. centrípeta e da ac. tangencial 
Fonte:
Conceitos cinemáticos para biomecânica-- Prof. Dr. Guanis de Barros Vilela Junior


Centro de Gravidade e Equilíbrio Corporal

Aula Prática no Laboratório (16.06.2014)

Centro de gravidade e equilíbrio corporal

O equilíbrio corporal é hoje uma das capacidades físicas mais estudas. Os estudos direcionados a esse tema buscam identificar as causas dos desequilíbrios, a prevenção de quedas, às estratégias de manutenção da postura e, a interação dos sistemas sensoriais envolvidos na estabilidade. Uma das constatações desses autores está no fato de que diversos fatores podem ser considerados como intervenientes na manutenção do equilíbrio corporal, sendo um deles o centro de gravidade (CG) e/ou centro de massa do corpo (CM). No corpo humano o CG coincide com o CM. O CM é o lugar geométrico de massas e, portanto, independente de qualquer campo gravitacional, enquanto que, o CG é o ponto de aplicação de vetor que representa o peso do corpo.
 Muitos são os métodos utilizados para calcular a posição do CG no corpo humano e diversos estudos propõem distintas maneiras dessa mensuração. Segundo Caron, Faure e Breniére um método que pode ser utilizado com boa precisão é o que utiliza plataformas de força e os resultados são filtrados num filtro passa baixa chamado de LPF (low-pass filter). Porém, segundo Lafond, Duarte e Prince que analisaram três métodos para essa análise, os melhores métodos para a definição precisa da posição do CG são o método cinemático (utilizando o CG de cada segmento corporal) e o método GLP (zero-point-to-zero-point double integration technique) que se baseia na ideia de que quando a oscilação muda de sentido esse será o ponto zero e logo, o CG estará na mesma posição do centro de pressão. Já para Ferreira uma maneira fácil e eficiente para mensurar o CG consiste de um método chamado de prancha de reação, utilizado e destinado a situações estáticas, como posições ou instantes, tendo o objetivo de identificar o plano de localização da projeção do centro de gravidade dos indivíduos.  Equilíbrio corporal e as relações entre centro de gravidade.

Equilíbrio corporal e as relações entre centro de gravidade

A oscilação corporal está relacionada às correções que o corpo faz para manter a linha do CG dentro da base de sustentação. Existe uma instabilidade constante do equilíbrio que pode ser explicada por meio da altura do centro de gravidade e pela presença de uma base de suporte relativamente pequena.  O CG está geralmente localizado alguns centímetros à frente da articulação lombossacral, ao nível do quadril. A projeção do CG sobre a base de suporte determina uma relação de estabilidade, cujos limites voluntários representam a base de suporte funcional, ou seja, a região em que cada indivíduo pode deslocar seu CG sem que seja necessário modificar a base ou recorrer a algum auxílio externo. Considerando-se a contribuição dos fatores antropométricos e biomecânicos, a manutenção desta posição exige, porém, um complexo sistema sensório-motor de controle, que opera através de um conjunto de informações provenientes das aferências sensoriais, produzindo respostas manifestadas pela atividade muscular para corrigir os pequenos desvios do CG do corpo. Complementando essa consideração, Duarte afirma que a estabilidade é alcançada gerando momentos de força sobre as articulações do corpo para neutralizar o efeito da gravidade ou qualquer outra perturbação em um processo continuo e dinâmico durante a permanência em determinada postura.  A relação da altura do CG é descrita como possível causa de maiores oscilações em canoístas na posição anatômica de referência em equilíbrio estático. Os autores afirmam que devido ao trabalho muscular realizado a cada sessão de treinamento desta modalidade, ocorrem maiores ganhos de massa muscular no seguimento superior do corpo dos canoístas e assim, prejudicando a estabilidade, pois o fato de haver maiores quantidades de massa muscular no seguimento superior altera o CG para cima, causando maiores instabilidades.

Princípios da Estabilidade
  • Base de Apoio
  • Altura do CG
  • Linha de Ação da Força Peso
  • Massa

Fonte:
LEMOS LFC, TEIXEIRA CS, MOTA CB. Uma revisão sobre centro de gravidade e equilíbrio corporal. R. bras. Ci. e Mov 2009;17(4):83-90.

Equilíbrio Estático

Na física clássica, define-se equilíbrio estático  como o arranjo de forças atuantes sobre determinado corpo em repouso de modo que a resultante dessas forças tenha módulo igual a zero. Ou seja, todo e qualquer corpo estará parado (nesse caso, parado no sentido de ausente de movimento, acelerado ou não) em relação a um ponto referencial se, e somente se, as resultantes das forças aplicadas sobre ele forem nulas.
No cotidiano, basicamente tudo que está em repouso perante os olhos (nosso ponto referencial padrão) está em equilíbrio estático, como: um aparelho de TV sobre uma estante, uma cadeira, um livro sobre uma mesa. Caso alguma força aja sobre esses objetos, de modo que vença quaisquer obstáculos contrários – como a força de atrito-, a força resultante final será diferente de zero e o corpo entrará em movimento.
Equilíbrio em um Ponto Material
Um ponto material é apenas uma abstração para dimensões não consideráveis. Portanto, se um diagrama de forças agirem sobre esse ponto, o mesmo não irá interferir na força resultante final, já que qualquer força aplicada sobre ele estará localizada “no mesmo lugar” – não haverá espaço entre as forças atuantes. Observe o seguinte diagrama de forças:

Considerando-se que |F2|≠|F1|≠|F3|, o diagrama só estará em equilíbrio se a soma dessas forças (retirando-se o módulo) for zero. E, como a força F1 está inclinada sobre determinado ângulo com a horizontal, deve-se decompô-la em forças vetoriais no campo das ordenadas (y) e das abscissas (x).
Adotando-se o referencial positivo para cima e para a direita, o equilíbrio estático só será verdadeiro se:
F1y = F3 -> F1senθ = F3
F1x = F2 -> F1cosθ = F2
Equilíbrio em Corpo Extenso
Sendo corpo extenso aquele cujas dimensões são consideráveis nos cálculos, e que as forças podem possuir um espaçamento entre si, utiliza-se o conceito de torque (ou momento estático de uma força) para a definição de equilíbrio estático. 
Observe o seguinte diagrama de forças:

Dois corpos de massas m e M (sendo M>m) estão pendurados em uma barra homogênea (com centro de massa exatamente no meio do seu comprimento) em equilíbrio estático. Por se tratar de um corpo extenso, as distâncias das forças até o(s) ponto(s) de apoio (ponto(s) no qual a barra recebe força Normal orientada para cima) devem ser considerados. Para esse caso, o equilíbrio seria dado por:
Mpm+MpM+Mpb+MN=0, sendo Mpm = Momento do peso do corpo de massa m; MpM = Momento do peso do corpo de massa M; Mp = Momento do peso da barra; MN = Momento da força Normal.
Considerando-se que, o centro de massa da barra esteja exatamente no ponto de apoio especificado da figura, a distância entre a força Normal e o ponto de apoio é zero, assim como a distância entre o vetor peso e o mesmo ponto de apoio.
Fonte:
GUALTER José  Biscuola, NEWTON Villas Boas, HELOU Ricardo Doca. Tópicos de Física 1: Mecânica, São Paulo – SP: Editora Saraiva, 2007. 20ª Edição. 527 págs.

segunda-feira, 9 de junho de 2014

1° Tarefa das Olimpíadas de Biomecânica...





Objetivo: Identificar os conceitos que profissionais da saúde têm sobre a biomecânica e como eles aplicam no dia a dia de trabalho
Método: Entrevista (vídeo e áudio) de profissionais atuando na área (professor universitário não conta) fazendo a pergunta "o que é biomecânica?"

domingo, 8 de junho de 2014

Pitágoras...


Neste post será abordado um pouco da história de Pitágoras...
Por que Pitágoras??? 
Por ser o nome escolhido pela equipe de Biomecânica para as Olimpíadas deste semestre.

Pitágoras 
Pitágoras nasceu na ilha de Samos, nas costas da Ásia Menor, por volta do ano 572 a.C. Nessa época Samos era uma rica cidade-estado mercantil, mas, talvez justamente por isso, sua vida intelectual era muito limitada, apesar de viverem ali muitos homens de talento. Esse fato, aliado ao duro regime político sob o qual Samos vivia, deve ter sido o motivo que levou Pitágoras, que sempre revelara pendores místicos e filosóficos, a deixar a cidade.
Assim, aos 18 anos de idade ele mudou para a ilha de Lesbos, onde por dois anos estudou filosofia. Depois disso seguiu para Mileto, possivelmente para usufruir os ensinamentos de Tales, que era mais velho do que ele cerca de cinquenta anos.
Talvez aconselhado por Tales, rumou então para o Egito, para tentar aprender o saber local, concentrado nas mãos das ordens sacerdotais. Depois de vencer duras provas acabou sendo aceito como aluno em Tebas, na Grécia, onde permaneceu por cerca de vinte anos.
Depois disso Pitágoras voltou a Samos, onde pretendia se dedicar ao ensino. Mas, confirmando talvez o desinteresse dos sâmios pelo saber, Pitágoras só conseguiu um aluno e, assim mesmo, tendo de pagar-lhe para que ele assistisse às suas aulas. Esse fato, somado à situação da política de Samos, levou-o a emigrar mais uma vez, indo estabelecer-se agora na colônia grega de Crotona, no sul da Itália. Nessa cidade fundou uma escola que, apesar de seu misticismo, iria ter uma influência muito grande nos rumos da filosofia e da ciência, especialmente da matemática.
Pitágoras é considerado o pai da matemática e da música, e é considerado também um dos mais importantes filósofos daquela época, como menciona o filósofo Bertrand Russel, que classificou Pitágoras como “um dos homens mais importantes de todos os tempos no plano intelectual”.
Por volta do ano 500 a.C., quando a escola estava no auge de seu esplendor, foi fechada sob a acusação de apoiar a aristocracia, contrária ao governo. Pitágoras teve então de se refugiar em Metaponto, cidade em que ficaria até morrer, por volta do ano 497 a.C. Mas durante quase dois séculos seus ensinamentos continuaram a serem transmitidos por seus discípulos, que se espalharam por diversas regiões.
Uma das grandes contribuições da escola pitagórica à matemática foi organizar algumas partes da geometria, como a teoria das paralelas, por meio do método demonstrativo. Ou seja, por meio de teoremas. Diga-se, a bem da verdade, porém, que nenhum escrito da escola pitagórica sobreviveu até hoje e, portanto, informações como essa derivam de fontes indiretas muito posteriores. Assim, por exemplo, com base em alguns depoimentos posteriores, acredita-se que os pitagóricos tenham sido o primeiro a fazer a demonstração daquilo que se tornaria conhecido como o Teorema de Pitágoras. Atualmente esse teorema costuma ser enunciado assim: 
“O quadrado da hipotenusa de um triângulo retângulo é igual à soma dos quadrados dos catetos”.
C2=A2 + B2

 (OLIVEIRA A. J, Teorema de Pitágoras. Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Matemática da UFMG. Belo Horizonte – MG. 2008)

Estudo Dirigido Sobre Terminologia e Introdução à Biomecânica

       1.      Como descrevemos a posição anatômica?
      O indivíduo deve estar em pé, bípede, com o olhar voltado para o horizonte, membros superiores estendidos e encostados ao tronco, com a palma das mãos abertas e voltadas para frente. Membros inferiores unidos, com calcanhares juntos e ponta dos pés para frente.
       2.       Quais são os planos de movimentos?
        O Plano Sagital divide o corpo simetricamente em partes direita e esquerda. As ações articulares ocorrem em torno de um eixo horizontal ou transversal e incluem os movimentos de flexão e extensão.


O plano sagital mediano divide o corpo paralelo mediano????
O Plano Coronal ou Frontal divide o corpo em partes anterior (ventral) e posterior (dorsal). As ações articulares ocorrem em torno de um eixo ântero-posterior (AP) e incluem a abdução e a adução.
     O Plano Transversal ou Horizontal divide o corpo em partes superior (cranial) e inferior (caudal). As ações articulares ocorrem em torno de um eixo longitudinal ou vertical e incluem a rotação medial – lateral e pronação – supinação.

       3.       O que é um movimento linear?
       Movimento linear, translação, todos os pontos do corpo movendo-se a mesma distância ou direção, ao mesmo tempo.

4. O que é um movimento angular?
   Movimento angular, rotação, ponto movendo-se em linhas circulares ao redor de um eixo, “eixo de rotação”.

5. O que é um movimento geral?
    Movimento generalizado, combinado: rotação+ translação.

6. Quais as diferenças entre movimentos de translação e de rotação?
    Translação: todos os pontos do corpo movendo-se a mesma distância ou direção ao mesmo tempo.
Rotação: gira em torno do próprio eixo.

7. O que é um sistema mecânico?
    Sistemas mecânicos são aqueles compostos por massas, molas, amortecedores e transmissões. A análise de sistemas mecânicos envolve praticamente dois tipos distintos de movimentos: translacional e rotacional. O equacionamento do sistema pode ser realizado de acordo com as equações das leis de Newton. Assim, sistemas mecânicos estarão associados a forças (quando translacionais) e torques (quando rotacionais). Um outro enfoque poderia ser tratado se envolvessemos a análise energética do movimento mecânico do sistema. Com isso, não realizaríamos através das leis de Newton, mas sim empregando equações de Lagrange. Os mesmos resultados seriam obtidos, porém através de um equacionamento levando em conta as energias e potências envolvidas no movimento do sistema dinâmico.

8. Como podemos utilizar a terminologia biomecânica para unificar análises?
   Terminologia serve para unificar análises de diferentes posturas, tipos de movimentos, relações de posição.

9. Defina os termos direcionais: superior, inferior, anterior, posterior, medial, lateral, proximal e distal.
Superior: próximo à cabeça (cranial).
Inferior: afastado da cabeça (caudal).
Anterior: voltado para a frente do corpo (ventral).
Posterior: voltado para trás do corpo (dorsal).
Medial: próximo à linha média do corpo.
Lateral: afastado da linha média do corpo.
Proximal: próximo ao tronco.
Distal: afastado do tronco.

10. Liste movimentos nos três planos para as articulações do punho, quadril e joelho.
 Punho: Flexão, extensão, abdução, adução, e circundação;
Quadril: Flexão, extensão, abdução, adução, rotação interna, rotação externa, circundação;
Joelho: Flexão e extensão.

11. Quais são os principais movimentos que executamos no plano sagital?
      São tipicamente movimentos que ocorrem ao redor do eixo Z. São flexões e extensões.

12. Quais são os principais movimentos que executamos no plano frontal?
     São tipicamente movimentos adução, abdução, inversão e eversão do pé, flexão lateral da cabeça e do tronco. Ocorre ao redor do eixo X.

13. Quais são os principais movimentos que executamos no plano transverso?
    Rotação medial ou interna, Rotação lateral ou externa, Pronação, Supinação, Abdução horizontal, Adução horizontal.

14. É possível executar um movimento em mais de um plano simultaneamente? Se sim, que características a articulação envolvida deve ter? Se não, por que não conseguimos?
   A maioria dos movimentos humanos ocorre em dois ou mais planos nas várias articulações, na corrida, por exemplo, o membro inferior parece mover-se predominantemente no plano sagital à medida que o membro inferior balança para frente e para trás no ciclo. Quando se examina com cuidado os membros e articulações, encontram-se movimentos em todos os planos. Na articulação do quadril, por exemplo, a coxa faz flexão e extensão no plano sagital, aduz e abduz no plano frontal, e gira interna e externamente no plano transverso. Se os movimentos humanos fossem confinados a um único plano de movimento, pareceríamos robôs quando desempenhássemos nossas habilidades ou movimentos articulares. Examine o movimento em três dimensões de um lançamento sobre o ombro apresentado na figura:


   O movimento em um plano pode também ser descrito como um grau de liberdade (gl) único. Essa terminologia é usada geralmente para descrever o tipo e quantidade de movimento permitidos estruturalmente pelas articulações anatômicas. Um gl 1 para uma articulação indica que a articulação permite que o segmento se mova por um plano de movimento. (HAMILLl, JOSEPH, 1946- - Bases biomecânicas do movimento humano. São Paulo: Editora Manole, 1999. Capítulo 1, p. 2-35.)

15. Qual é o conceito de biomecânica?
     É aplicação de princípios mecânicos no estudo dos organismos vivos.
O QUE É MECÂNICA? Ramo da física que analisa as ações de forças sobre partículas e sistemas mecânicos.
Possui 2 ramos Importantes:
ESTÁTICA: Ramo da mecânica que trata de sistemas em um estado constante.
DINÂMICA: Ramo da mecânica que trata de sistemas submetidos à aceleração.

16. O que é um eixo de rotação? Um eixo de rotação pode mudar de lugar durante o movimento? 
     É o eixo em volta do qual se realiza um movimento de um corpo, o qual tem em cada ponto seu, a mesma velocidade angular. O eixo é geralmente representado por uma reta espacial. Eixo de rotação não muda de posição durante o movimento.

17. Os termos pronação e supinação descrevem movimentos do antebraço. Eles podem ser utilizados para movimentos do pé?
    Os termos supinação e pronação do pé referem-se aos movimentos que envolvem os três planos, ou seja, a supinação consiste na combinação de adução, inversão, enquanto a pronação é a combinação entre a abdução, eversão e do pé.

18. Tanto as posições de referência anatômica como as de referência fundamental são utilizadas pelos biomecânicos? Para quê?
    Praticamente, estas definições são importantes, por exemplo, para definir as posições que estão sendo avaliadas, como no estudo de Teixeira et al. (2008) que utilizou como parâmetro a posição anatômica de referência para a mensuração do equilíbrio corporal em idosas. Ademais, a padronização dos movimentos é fundamental para a possibilidade de replicação dos estudos. Outra consideração importante é relacionada aos termos direcionais para descrever a relação de partes do corpo ou a localização de um objeto externo em relação ao corpo.  Direções anatômicas utilizadas comumente.

19. O pé situa-se inferior à coxa em relação à cabeça?
      Sim.

20. Qual a diferença entre movimento linear e angular?
     Ao observar o movimento humano ou um objeto sendo movido por um ser humano, dois tipos diferentes de movimento estão presentes. Primeiro seu movimento linear, geralmente chamado movimento de translação, que é o movimento ao longo de uma via curva ou reta. O segundo tipo de movimento é o movimento angular, que ocorre ao redor de algum ponto em que diferentes regiões do mesmo segmento corporal ou objeto não se movem pela mesma distância.
     É típico em biomecânica examinar as características de movimento linear de uma atividade e, então, fazer uma observação mais atenta dos movimentos angulares que criam e contribuem com o movimento linear. Todos os movimentos lineares dos seres humanos, ou objetos movidos por eles, ocorrem como consequência de contribuições angulares.

21. O que é um grau de liberdade articular? Dê exemplos de articulações com diferentes graus de liberdade.
     O movimento nas articulações depende, essencialmente, da forma das superfícies que entram em contato e dos meios de união que podem limitá-lo. Na dependência destes fatores as articulações podem realizar movimentos em torno de um, dois ou três eixos. Este é o critério adotado para classificá-las funcionalmente.      Quando uma articulação realiza movimentos apenas em torno de um eixo, diz-se que é mono-axial ou que possui um só grau de liberdade; será bi-axial a que os realiza em torno de dois eixos (dois graus de liberdade); e tri-axial se eles forem realizados em torno de três eixos (três graus de liberdade).
Exemplos de articulações com diferentes graus de liberdade:
1 Grau de Liberdade: Articulações interfalangeanas e articulação úmero-ulnar;
2 Graus de liberdade: articulação do pulso;
3 Graus de liberdade: Articulações do quadril e ombro.

22. Por que utilizamos termos específicos para descrever avaliações biomecânicas?
     Utilizamos termos específicos para padronizar a descrição e definir movimentos.

Referências:
·         HAMILLl, JOSEPH, 1946- - Bases biomecânicas do movimento humano. São Paulo: Editora Manole, 1999. Capítulo 1, p. 2-35.


Olimpíadas de Biomecânica!

PRÓPÓSITO
As olimpíadas de Biomecânica são desenvolvidas desde 2011. A concepção deste projeto tem os créditos do Prof. Dr. Felipe P Carpes e os estudantes Emmanuel Souza da Rocha, Marcos R Kunzler e Caio Borella. Demais membros do Grupo de Pesquisa em Neuromecânica Aplicada da UNIPAMPA, também contribuem para o desenvolvimento das atividades.

O que é BIOMECÂNICA?

Biomecânica como uma área de conhecimento fortemente envolvida na identificação de parâmetros mecânicos capazes de influenciar o rendimento esportivo e a melhora da qualidade de vida. O objetivo central da Biomecânica é o estudo do movimento humano. Mais do que simplesmente aplicar as leis 
da Física, a Biomecânica leva ainda em consideração as características do aparelho locomotor. Para tanto, além da Física e da Matemática, enquanto disciplinas que fundamentam e suportam a análise do movimento humano, a biomecânica ainda utiliza-se dos conhecimentos da Anatomia e da Fisiologia, disciplinas que delimitam as características estruturais e funcionais do aparelho locomotor humano.
 Configura-se desta forma, uma disciplina com forte característica multidisciplinar, cuja meta central é a analise dos parâmetros físicos do movimento, em função das características anatômicas e fisiológicas do corpo humano. A análise biomecânica do movimento humano é operacionalizada a partir da adoção daquelas que são reconhecidas como as suas quatro grandes áreas de investigação: a cinemetria, a dinamometria, a eletromiografia e a antropometria.(AMADIO, LOBO DA COSTA, SACCO, SERRÃO, ARAÚJO, MOCHIZUKI & DUARTE, 1999).

Finalidade do Blog...


O presente Blog tem por finalidade servir de Portfólio para a disciplina de Biomecânica do curso de Educação Física da Universidade Federal do Pampa-UNIPAMPA, registrando momentos de estudos, atividades práticas em sala de aula, estudos dirigidos, resumos, palestras, olimpíadas de Biomecânica, entre outros...