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!

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.