quinta-feira, 30 de junho de 2011

Biomecânica (voltada para desportos)

Cinesiologia – anatomia funcional.

Biomecânica – ramo da Cinesiologia que estuda o movimento humano, as leis da Mecânica, sua anatomia, tipos de alavanca etc.
Importância: ferramenta que nos dá dados que nos possibilitam analisar os casos e interrvir no movimento humano de forma a prevenir lesões, otimizar exercícios etc. Essas análises podem ser qualitativas (análise visual do gesto) ou quantitativas (baseadas em números).
O que analisamos é a mecânica dinâmica (cinemática e cinética), muito mais complexa que a dinâmica estática.
Cinemática – descrição da trajetória do movimento, sem se importar com as variações de força. Leva em conta a velocidade e aceleração (características biomecânicas).
Cinética – descreve o movimento a partir de sua força (característica biomecânica).
Força – tensão sobre um corpo ou um ponto, que pode mudar seu estado de movimento ou estado físico, dependendo de sua magnitude.
O movimento tem hierarquia; dependendo, será mais ou menos difícil a intervenção de um professor para corrigi-lo (ex.: marcha – movimento natural – movimento padrão fundamental, não é necessário intervenção). Na tenra infância, deve-se oportunizar a criança para que ela aprenda. Após essa fase, por volta dos 8 anos, vem as habilidades motoras, que devem ser ensinadas (onde começa a intervenção para iniciação esportiva). Aos 10 anos a criança deve começar a aprender o desporto gradativamente (técnicas motoras: habilidades específicas).

Cinemática angular
Ângulo relativo – mede o ângulo entre os segmentos do corpo ignorando a posição no espaço.
Ângulo absoluto – segmento do corpo e sua orientação no espaço.
Ambos devem ter referencial.
Características da cinemática angular: velocidade e aceleração angulares.
Distância linear = trajetória.
Movimento linear (pode ser curvilíneo) é diferente de movimento angular (há rotação, mais presente no movimento humano – segmentos do corpo: há mudança na aceleração e ocorre ao redor de um eixo). Para ser linear, deve-se considerar o corpo inteiro em relação ao meio (ex.: um indivíduo se deslocando numa caminhada, arremesso; movimento angular: lançamento).
Deslocamento angular (ângulo final – ângulo inicial) é diferente de distância angular (ângulo total).
No movimento de rotação tem que ter a componente tangencial e a radial.
Centro de rotação é o centro do movimento articular (não necessariamente o centro da articulação).
A velocidade angular é maior quando o raio for maior (diretamente proporcional).

Cinemática Linear
Grandezas cinemáticas lineares
Cinemática descreve o aspecto do movimento (forma, padrão, seqüência), sem qualquer referência à força aplicada.
Distância – medida ao longo da trajetória do movimento.
Deslocamento linear – medida da posição inicial para a posição final.
Distância é escalar (magnitude) e deslocamento é vetorial.

Rapidez – em relação à distância (escalar): distância/tempo.
Velocidade – deslocamento durante um período de tempo: deslocamento/tempo.
Aceleração – é um indicativo de mudança de velocidade; a mudança de velocidade é causada pela aplicação de uma força.
Ritmo – distribuição de eventos num intervalo de tempo.
Freqüência – quantidade de eventos num intervalo de tempo (ambos são grandezas cinemáticas temporais).
Fatores que influenciam a trajetória do projétil
1) ângulo de projeção – o ângulo de projeção e os efeitos da resistência do ar determinam o formato da trajetória de um projétil.
2) Velocidade de projeção – determina o comprimento ou o tamanho da trajetória de um projétil.
3) Altura de projeção relativa – diferença entre a altura a partir da qual o corpo é projetado inicialmente e a altura em que aterrissa ou para.

Cinética linear
Força = m x a
As passadas excessivamente longas são contraproducentes.
Atrito – força que atua na interface das superfícies em contato na direção oposta àquela do movimento atual ou iminente.
Coeficiente de atrito – número adimensional que indica a faciliadde relativa de deslizamento, ou a quantidade de interação mecânica ou molecular entre 2 superfícies em contato.
Momento = m x v
Momento linear – quantidade de movimento (vetorial).
Impulso = F x t
Impacto – colisão caracterizada pela permuta de uma grande força durante um pequeno intervalo de tempo.
Impacto perfeitamente elástico – impacto durante o qual a velocidade do sistema é conservada.
Impacto perfeitamente plástico – resulta na perda total de velocidade do sistema.
Coeficiente de restituição – número adimensional que funciona como índice de elasticidade para corpos que colidem.

Plano frontal – eixo sagital
Plano sagital – eixo frontal
Plano transverso – eixo longitudinal

Equilíbrio
Torque (momento de força) – força rotatória, equivalente angular da força linear.
T = F x d (d = braço de momento, de torque, de força).

Alavancas;
Centro de gravidade (de massa);
Equilíbrio estático – estado de imobilidade.
Equilíbrio dinâmico – velocidade constante.
Estabilidade – resistência à ruptura do equilíbrio
Equilíbrio – capacidade de controlar a estabilidade
Base de sustentação (de apoio) – área delimitada pelas regiões mais externas do contato entre um corpo e a superfície ou as superfícies de apoio.
Momento de inércia soma dos produtos da massa de cada partícula pelo quadrado do raio de rotação (depende mais da distribuição da massa) I = mr².
Raio de giro – distância do eixo de rotação a um ponto onde a massa do corpo poderia concentrar-se sem alterar suas características rotacionais.
Momento angular – quantidade de movimento angular de um corpo; M = mv.
Conservação do Momento angular – o momento angular total de determinado sistema permanece constante na ausência de torques externos.
Transferência do momento angular – permanece constante na ausência de torques externos, porém é possível transferir a velocidade angular, pelo menos em parte, de um eixo principal de orientação para outro (ex.: ginástica olímpica, salto ornamental etc., compensação de MMSS com MMII na marcha).
Alteração no momento angular
Impulso linear = Ft
Impulso angular = Tt (impulso do movimento de rotação).

Natureza dos fluidos – ar e água
Momento relativo – depende não apenas da velocidade do objeto, mas da velocidade do fluido. Se a direção do movimento for diretamente oposta à direção do fluxo do fluido, a magnitude da velocidade do corpo em movimento em relação ao fluido será a soma algébrica das velocidades do corpo em movimento e do fluido.
Velocidade relativa – velocidade de um corpo em relação à velocidade de qualquer outra coisa, como o fluido circundante.

Fluido laminar (caracterizado por camadas regulares e paralelas de fluido) e turbilhonar (mistura das camadas fluídicas adjacentes, serve para dar certa propulsão ao corpo, no sentido de seu deslocamento).
Propriedades do fluido
Flutuabilidade – o fluido deslocado é igual à quantidade de massa submersa do corpo (força que atua verticalmente para cima).
Resistência dinâmica – movimento do fluido no sentido contrário (perpendicular).
Flutuação – capacidade de um corpo flutuar.
Centro de volume – ponto ao redor do qual o volume de um corpo se distribui igualmente e onde atua a força de flutuação.
Princípio de Arquimedes – lei física que estabelece que a força de flutuação que atua sobre um corpo é igual ao peso do líquido deslocado pelo corpo.
Flutuação do corpo humano – em função da densidade de corpo.
Coeficiente de resistência dinâmica – número adimensional que é um índice da capacidade do corpo para gerar resistência ao fluido.
Lei do quadrado teórico – a resistência dinâmica aumenta aprox. com o quadrado da velocidade quando a velocidade relativa é baixa.
Formas de resistência que contribuem para a força da resistência dinâmica total
1) Atrito de superfície (material da superfície do corpo);
2) Resistência dinâmica da forma (diferencial de pressão entre as superfícies anterior e posterior do corpo; formato do corpo);
3) Resistência da onda (dois fluidos diferentes como água e ar).
4) Força de sustentação – força que faz boiar na direção do fluxo (relacionado ao empuxo).
Fatores que afetam as magnitudes das forças fluídicas: força de flutuação, atrito superficial, resistência de forma, resistência de onda, força de sustentação.
Ângulo de ataque – ângulo entre o eixo longitudinal de um corpo e a direção do fluxo do fluido.
Avaliação – análise qualitativa do movimento
Numa análise qualitativa, deve-se ter muito material e muito conhecimento sobre o assunto (pesquisar muito).
Muito importante: observação visual, diagnóstico e intervenção (modelo de Hudson e Morrison).

Ciclograma – imagem quadro a quadro do movimento.
Aplicabilidade da avaliação:
Que características do desempenho você mediria para avaliar o seu aluno?
– Números de passes corretos.
– Marcar pontos na quadra e atribuir escores para os locais mais difíceis.
– Número de roubadas de bola.
– Etc.
Quais os aspectos do desempenho será preciso mensurar?
– Velocidade
– Tempo
– Acertos
– Erros
– Etc.
Medidas de resultado de desempenho
– Tempo de reação
– Distância
– Número de tentativas
– Erro cometido
– Número ou percentual de erro
– Número de acertos
– Etc.
Medidas de Produção de Desempenho
– Velocidade
– Aceleração
– Deslocamento
– Ângulo Articular
– EMG
– Etc.
Medidas de erros
 Indicam a precisão do movimento
 Problemas de consistência
– Indicam falhas na aquisição de padrões básicos do movimento.
 Problemas de viés
– Adquiriu o padrão básico de movimento mas tem dificuldade em se adaptar as solicitações das tarefa.
 Avaliação de erros para metas de ação unidimensional
– Erro Absoluto (EA) = sucesso de alcance da Meta
 Valor do erro
 Índice Geral de Precisão
– Erro Constante (EC)
 Predisposição em ficar abaixo ou a cima da meta (viés)
– Erro variável (EV)
 Consistência de desempenho (em uma série de tentativas)
 Erros para Metas de avaliação Bidimensional
– Erro Radial (similar ao EA)
– Consistência
– Viés
 Avaliando erros para Habilidade Contínua
– Erro quadrático médio (EQM)
 Similar ao EA
 Rastreamanto
Medidas cinemáticas:
 Deslocamento
 Velocidade
 Rastreamento
 Aceleração

Medidas cinéticas:
 Torque
 Força de reação do solo
Instante é uma fração de tempo muito curta, que tende a zero. Não há ação muscular. Há ação muscular na duração entre um instante e outro (quadro).
“A Marcha utiliza uma sequência de repetições de movimento do membro para mover o corpo para a frente enquanto simultaneamente, mantêm a postura estável.”
Formas de análise da marcha:
• De acordo com o contato com o solo.
• De acordo com a variação do tempo e da distância da passada.
• De acordo com o significado funcional.
Ciclo da marcha:
• Enquanto um membro serve de apoio móvel o outro membro avança para uma nova posição de apoio.
• O ciclo da marcha (CM) é uma sequência única desta função.
• Como é cíclico não possui início ou final característico.

Divisões do CM
• Apoio – período em que o pé está em contato com o solo.
• Balanço – Período em que o pé o membro contra lateral está suspenso.
• Apoio
• Duplo Apoio Inicial: usualmente o começo do CM. Ambos os pés estão em contato com o solo.
• Apoio Simples: apenas um membro está em contato com o solo.
• Apoio Duplo Terminal: É o contato do pé contralateral com o solo enquanto o pé ipsilateral ainda mantém o contato. Final do CM.
• Duração- 60% do CM para apoio e 40% do CM para balanço.

– Esta duração depende da velocidade da marcha. Em velocidade habitual (80m/min) a duração dos períodos apresentam respectivamente 62 e 38% do CM.
• Passo - contato inicial (CI)de um pé e depois o contato inicial do pé contralateral.
• Passada - é um CM. Defini-se como a repetição do CI do membro ipsilateral.
– O ponto médio da passada é o CI do pé contralateral

Fases da marcha:
• Cada passada contém oito subfases.
– Identifica a funcionalidade dos movimentos articulares que ocorrem no CM.
– Correlacionam as ações articulares no contexto dos padrões da função do membro.
– A divisão em fases possibilita ao membro executar três tarefas:
• Aceitação do peso, Apoio simples, Avanço do Membro.
Aceitação de peso:
• Contato Inicial
– Duração: de 0 à 2 % do CM.
– Objetivo: Iniciar o apoio com rolamento do calcanhar.
• Resposta à Carga
– Duração: de 0 à 10 % do CM.
– Objetivo: Absorção de choque, estabilidade para recepção do peso, Preservação da progressão.
Apoio simples
• Apoio Médio
– Duração: 10 a 30% do CM.
– Objetivos: Progressão para o pé estacionário, estabilidade do tronco e do membro.
• Apoio Terminal
– Duração: 30 a 50% do CM.
– Objetivos: Progressão do corpo além do pé de sustentação.
Avanço do membro
• Pré-Balanço
– Duração: 50 a 60% do CM
– Objetivo: Posicionar o membro para o balanço
• Balanço Inicial
– Duração: 60 a 73% do CM
– Objetivos: Liberação do pé do solo, avançar o membro à partir de sua posição de queda.
• Balanço Médio
– Duração: 73 a 87% do CM.
– Objetivos: avanço do membro, liberação do pé do solo.
• Balanço Terminal
– Duração: 87 a 100% do CM
– Objetivo: Completar o avanço do membro, preparar o membro para o apoio.


Modelo determinístico qualitativo

- De uma cortada de vôlei: o mais importante é a transferência de momento angular, que faz o ataque ser mais eficiente (com flexão de tronco, joelho etc., que faz a aceleração ser maior no ataque à bola).
- De um bloqueio: tem muito pouca transferência de momento angular (as articulações estão predominantemente estendidas).
- De um passe por cima da cabeça (basquete): tem velocidade angular e deslocamento angular (cinemática); o mais importante é o torque (uma articulação só: cotovelo), então não tem momento de inércia, pois não são várias articulações flexionando.
- De supino reto com halteres com flexão de cotovelo (crucifixo “quebrado”): mais importante é a diminuição do raio de giro (cotov.), facilitando o deslocamento angular de cotovelo e ombro, pois se diminuiu o raio de giro, também diminuiu o momento de inércia.
- De um salto: mais importante é o impulso; para ter eficiência tem que ter coordenação (coordenação = ritmo, velocidade angular e deslocamento angular).
- De uma escalada: torque e coordenação.

Modelo determinístico do chute de karatê (somente MMII)
Não há transferência de momento angular relevante; o mais importante é a diminuição do raio de giro (flexão de joelho junto com a flexão de quadril) para conservação de energia e maior eficiência na velocidade angular do chute, e coordenação.


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