Tarefa 2 - Olimpíada de Biomecânica

Biomecânica na Rua

A brincadeira do Cabo de Guerra foi realizada na Escola Marechal Cândido Rondon, onde explicamos o somatório e direção das forças geradas que estão atuando sobre o cabo, a soma dos vetores, o atrito gerado com o solo, e a terceira lei de Newton.

Cinética

 O que é Cinética?

Estudo do movimento humano que considera as forças que o geram .

Leis de Newton

1° Lei: Lei da Inércia

"Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma

linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele."

Ex: Quando estamos em um carro em movimento e ele freia, nosso corpo segue indo para frente, o nosso corpo tende a continuar em movimento.

2° lei: Lei da aceleração

"A aceleração de um corpo é proporcional à força que a produz e ocorre na direção

em que a força atua"

Quanto maior for a força, maior será a aceleração do corpo em

questão, e quanto maior for a massa desse corpo, menor será sua aceleração.

Ex: quando uma pessoa empurra algum objeto,  a força fará ele adquirir uma certa velocidade.

3° lei: Lei da ação e reação

"Para cada ação existe uma reação de igual intensidade e em sentido oposto."

Ex:Uma pessoa em uma marcha, exerce uma determinada força contra o solo,criando uma força de igual magnitude e direção contrária (FRS), que provoca o deslocamento do corpo no sentido da

caminhada.

Cinemática Linear

Força de reação do solo

Tem três direções : vertical, antero-posterior e medio-lateral.

A vertical é dividida entre os dois pés se os dois tiverem sobre o chão e se estiver somente um o vetor dobrará de tamanho, a antero-posterior é menor que a vertical mas ela é usada na fase de frenagem e a medio-lateral é pouca porque não fazemos movimentos para o lado.

Força de atrito

 As Forças de Atrito surgem assim na superfície de contacto entre estes dois corpos, e ocorrem sempre que um dos corpos se move ou tenta entrar em movimento. Estas forças tentam impedir o movimento do corpo, opondo-se a este.

Impacto

Ocorre em um curto tempo de 30 a 50 ms.

Ex: contato calcanhar no solo durante a corrida, se ocorre em menor tempo,quanto menor o tempo de pico há maior risco de lesão

Cinética Angular

Torque

Momento de inércia

A medida da distribuição da massa de um corpo ao redor de um eixo fixo de rotação.
Quanto mais afastada a massa do eixo de rotação maior será o momento de inércia.

Momento angular

Máquina simples

Alavancas

No corpo humano...

Roldanas

São utilizadas para facilitar a execução de um trabalho.São constituídas por um disco giratório feito de material rígido, metal ou madeira que gira em torno de um eixo central. A roldana é acionada por uma corda, fio ou corrente metálica, que é colocada sobre seu eixo central, transferindo movimento e energia para um objeto que se deseja levantar.

Na roldana fixa, o eixo central é preso a um suporte de tal forma que se estabelece um equilíbrio entre as duas forças. Sendo assim, a força potente e a força resistente são iguais.

Já na roldana móvel o eixo pode ser deslocado com a força resistente. Nesse caso, para que se estabeleça o equilíbrio, a força potente deve ser igual à metade da força resistente.

Cinemática

O que estuda a Cinemática?

Estuda a geometria, o padrão ou a forma do movimento em relação ao tempo, sem se preocupar com suas causas.

Instrumentação Biomecânica:

1) Cãmera comum: tem baixa taxa de amostragem, 24Hz

2) Câmera: 60 ou 80Hz

3) Infra- vermelho: usa-se marcadores pelo corpo em pontos estratégicos para haver a representação do movimento, esses marcadores são acionados com o fleche das câmeras.

 As Câmeras devem estar posicionadas perpendicular ao plano, formando um angulo de 90° para avaliação de movimentos. Quanto mais fotos por segundo, maior a precisão do movimento.

Com uma câmera consegue se enxergar dois eixos (2D) e com duas câmeras é possível enxergar três eixos (3D), é como se pegassemos uma caneta em cada mão e as posiciona-se uma de frente para outra perpendicularmente aos nossos olhos, com os dois olhos abertos seria muito fácil encostar uma ponta na outra, mas se fechamos um dos olhos é difícil encostá-las porque estamos vendo só dois eixos.

Marcadores

A cinemática realiza a análise do movimento em relação ao tempo.
E descreve o movimento por meio do deslocamento, velocidade e aceleração.
O deslocamento na marcha pode ser calcula pelo produto da velocidade final menos a velocidade inicial.
A velocidade pode ser calculada pelo produto da posição ou distancia dividida pelo tempo.
E a aceleração pela velocidade dividida pelo tempo.



Cinemática linear da Marcha:  Pode ser calculada sem câmera, contando o número de passadas (de uma perna até ela mesma) direito e esquerdo e com cronômetros contar o tempo pra se ter a média.

Ex feito em aula:

 - Ademir( equipe Galeno)
tempos:                distância: 9m              Passadas            
1) 6:93 s                                                  esquerda:7        
2) 6:97 s                                                   direita:6            
3) x
4) 7:13 s

Cálculos:

 tempo médio= 6,87 s.                                                 V= d:t   V= 9:7,81   = 1,31m/s

d : passada direita   = 9:6= 1,5m                               d: passada esquerda  = 9: 7=   1,28 m

passos direitos=  1,5 : 2 =  0,75m                            passos esquerdos= 1,28 : 2= 0,64m





Cinemática angular da Marcha:

Durante a marcha existem duas fases: a primeira é de absorção de impacto e a segunda é de impulso que faz haver o balanço do corpo para seguir a marcha. No primeiro pico o joelho faz uma flexão de 20° já no segundo essa flexão chega a mais de 60°. A medida em que aumentamos a velocidade da marcha mais o joelho irá flexionar-se.Se o primeiro pico ocorre em um tempo curto há mais risco de haver lesão pois os músculos não estarão preparados. Se não ocorre a flexão do joelho a carga de compressão vai direto para o quadril pois o impacto não diminui. Durante a marcha os pés ficam 60% no chão e 40% no ar.

Artigo:Sistema para análise cinemática da marcha humana baseado em videogrametria

  http://www.ufrgs.br/locomotion/Agenda/apresentacoes/Ara%C3%BAjo_2005.pdf

Centro de gravidade e centro de massa

O centro de gravidade de um corpo é o ponto onde pode ser considerada a aplicação da força da gravidade. Se as dimensões desse corpo forem pequenas, em comparação ao tamanho da terra, é possível o centro de gravidade praticamente coincidir com o centro de massa. É utilizada em analises do equilíbrio corporal.

Quando um objeto encontra-se numa região onde atua um campo gravitacional, este sofre  ação da força peso dada pelo produto de sua massa m pele respectiva aceleração gravitacional local g.

 P=m.a 

O centro de massa de um corpo é um ponto que se importa como se toda massa do corpo estivesse concentrada sobre ele. Nos locais em que a aceleração do centro de gravidade é considerada constante o centro de massa pode ser considerado também como centro de gravidade, Já em uma região do espaço em que não haja influência de gravidade, um corpo terá centro de massa mas não terá centro de gravidade.

Equilíbrio corporal e controle postural

 Equilíbrio:

Um corpo está em equilíbrio estável quando, forçado a deslocar-se da sua posição, retorna novamente a ela. Esse equilíbrio ocorrerá enquanto a vertical que passa pelo centro de gravidade cair dentro da superfície de apoio desse corpo. Quanto menor for a superfície, maior será o esforço para mantê-lo em equilíbrio. Um exemplo é o corpo humano, pois nossos pés são pequenos em relação a altura. 

Equilíbrio dinâmico é aplicado  corpos em movimento, a uma velocidade constante seja angular ou linear; ele está entre as forças que estão sendo aplicadas no corpo. A existência do equilíbrio dinâmico depende do controle motor.

Condições para haver o Equilíbrio:

1°: Não haver translação - somatório das forças agindo deve ser igual a zero;

2°: Não haver rotação - somatório dos torques agindo deve ser igual a zero.

Quando as forças não são ortogonais usa-se o plano cartesiano.

Princípios da estabilidade:

- base de apoio, quanto maior mais estabilidade terá.
-altura do centro de gravidade do chão;
-maior linha de ação da força peso
-maior massa corporal



Os pés oferecem grande variedade de funções biomecânicas durante a locomoção, como por exemplo:corpo e apoio de propulsão, estabilidade, locomoção, absorção e manutenção de impactos. Ao amortecer esses impactos do terreno, o pé transmite forças de reação à parte superior do corpo, mantendo a estabilidade corporal.

Controle postural:

 É a habilidade de um indivíduo assumir e manter a posição desejada durante uma atividade estática ou dinâmica .As informações sensoriais, dos sistemas visuais, vestibulares, auditivos e somatossensoriais auxiliam o Sistema Nervoso Central na realização de ajustes posturais.

Testes para medir o controle postural:

- Estabilograma:

 A oscilação do Centro de massa indica o balanço do corpo e a grandeza centro de pressão plantar é resultado da resposta neuromuscular ao balanço do centro de massa, elas podem ser analisadas separadamente.

Artigo:O estudo do COP (centro de pressão plantar) no movimento do chute com o dorso do pé em jogadores de futebol de campo.

http://www.universidadedofutebol.com.br/Artigo/15564/O-estudo-do-COP-centro-de-pressao-plantar-no-movimento-do-chute-com-o-dorso-do-pe-em-jogadores-de-futebol-de-campo

-Apoio unipodal: 

-Alcance funcional:

- Escala de berg:

Uma revisão sobre centro de gravidade e equilíbrio corporal :

http://portalrevistas.ucb.br/index.php/RBCM/article/viewFile/798/1432

Elevamos com facilidade nossa perna quando estamos soltos e em pé. Como parte do experimento, encoste o ombro em uma parede e tente levantar a perna mais afastada, mantendo a mesma posição inicial. Essa experiência,, mostra que o equilíbrio exige um certo deslocamento do corpo para que se mantenha na vertical, passando pelo centro de gravidade e pela base de apoio do corpo.