Biomecanica

O que é Cinesiologia?

 

O nome Cinesiologia vem do grego kínesis = movimento + logos = tratado, estudo. 

A cinesiologia é a ciência que tem como enfoque a análise dos movimentos. De forma mais específica, estuda os movimentos do corpo humano. 

 

Finalidades da Cinesiologia

 

Compreender as forças que atuam sobre um objeto ou o corpo humano e manipular estas forças em procedimentos de tratamento tais que o desempenho humano possa ser melhorado e lesão adicional possa ser prevenida.

Embora os humanos tenham sempre sido capazes de ver e sentir as suas posturas e movimentos, as forças que afetam os movimentos (gravidade, tensão muscular, resistência externa e atrito) nunca são vistas e raramente são sentidas. Conhecer onde essas forças atuam, em relação a posições e movimentos do corpo no espaço, é fundamental para a capacidade de produzir movimento humano e modificá-lo.

 

Relação com outras disciplinas

 

•A anatomia,
•A fisiologia,
•A psicologia,
•A antropologia
•E a mecânica.

 

O que é Biomecânica?

 

Prefixo “Bio” – Vida

Raiz “mecânica” – “é a ciência que estuda o movimento de corpos sob a ação de forças.”(BORESI & SCHMIDT, 2001).

"...o estudo da mecânica de coisas vivas...”(LAPEDES, 1993).

"...a Biomecânica estuda os movimentos do homem e do animal a partir do

ponto de vista das leis mecânicas...”(HOCHMUTH, 1973).

O estudo da estrutura e da função dos sistemas biológicos utilizando métodos da mecânica" (Hatze, apud Susan Hall)

 

Formas de movimento

 

Movimento linear - (retilíneo), ocorre mais ou menos em uma linha reta, de um lugar para outro. Todas as partes do objeto percorrem a mesma distância, na mesma direção e ao mesmo tempo. Se este movimento ocorre numa linha reta mas em uma forma curva, é chamado curvilíneo.

 

Movimento de rotação - O movimento de um objeto em tomo de um ponto fixo é o angular ou rotatório.

 

Movimento misto – é a combinação dos dois tipos de movimentos: movimento linear e movimento de rotação.

 

As Leis Fundamentais da Mecânica

 

1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia

“Todo corpo permanece em estado de repouso ou de movimento uniforme, em linha reta, a menos que seja obrigado a mudá-lo por forças externas aplicadas sobre ele”.

 

2ª Lei de Newton - Princípio Fundamental da Dinâmica

Quando aplicamos uma mesma força em dois corpos de massas diferentes observamos que elas não produzem aceleração igual.

A 2ª lei de Newton diz que a Força é sempre diretamente proporcional ao produto da aceleração de um corpo pela sua massa, ou seja:

ou em módulo: F=m.a

Onde:

F é a resultante de todas as forças que agem sobre o corpo (em N);

m é a massa do corpo a qual as forças atuam (em kg);

a é a aceleração adquirida (em m/s²).

A unidade de força, no sistema internacional, é o N (Newton), que equivale a kg m/s² (quilograma metro por segundo ao quadrado).

 

3ª Lei de Newton - Princípio da Ação e Reação

 

Quando uma pessoa empurra um caixa com um força F, podemos dizer que esta é uma força de ação. mas conforme a 3ª lei de Newton, sempre que isso ocorre, há uma outra força com módulo e direção iguais, e sentido oposto a força de ação, esta é chamada força de reação.

“Para cada ação existe sempre uma reação com mesmo módulo de intensidade e direção, mas com sentido contrário".

Velocidade

 

A velocidade de um corpo é dada pela relação entre o deslocamento de um corpo em determinado tempo. Pode ser considerada a grandeza que mede o quão rápido um corpo se desloca. 

Aceleração

 

Assim como para a velocidade podemos definir uma aceleração média se considerarmos a variação de velocidade em um intervalo de tempo.

 

Vetores 

 

As grandezas vetoriais são representadas por um ente matemático denominado vetor. Um vetor reúne, em si, o módulo, representando o valor numérico ou intensidade da grandeza, e a direção e sentido, representando a orientação da grandeza. 

 

Força

 

A força é definida por quatro características básicas:

- magnitude de força;

- direção;

- sentido; e

- quantidade de tração.

Onde:

F é a resultante de todas as forças que agem sobre o corpo (em N); m é a massa do corpo a qual as forças atuam (em kg); a é a aceleração adquirida (em m/s²).

A unidade de força, no sistema internacional, é o N (Newton), que equivale a kg m/s² (quilograma metro por segundo ao quadrado).

 

Força de Tração

 

Dado um sistema onde um corpo é puxado por um fio ideal

 

Força Peso 

 

Quando falamos em movimento vertical, introduzimos um conceito de aceleração da gravidade, que sempre atua no sentido a aproximar os corpos em relação à superfície.

 Força de atrito

 

O atrito é uma força natural que atua apenas quando um objeto está em contato com outro e sofre a ação de outra força que tende a colocá-lo em movimento.

Esta força é causada pelo contato dos dois corpos ou meio em que se move o corpo em movimento - neste caso especial, designado por viscosidade. 

Pressão

 

É definida como a força (F) distribuída ao longo de uma determinada área (A).

Estresse mecânico

 

Representa o resultado da distribuição de força no interior de um corpo sólido quando uma força externa atua

Trabalho

Em mecânica, o trabalho é o produto de forças sobre um objeto e o deslocamento do objeto paralelo ao componente de força de resistência do objeto.

O trabalho pode ser expresso em termos diferentes, mas será sempre o produto da força pela distância, como kg x cm,

ou ton x km, etc

Trabalho (W) = Força (F) x Distância (d).

Potência

É usada para expressar trabalho em relação ao tempo.

Ex. P = T / t

P = (F x D) / t

Sistema de alavancas

"Dai - me um ponto de apoio e levantarei a terra", dizia Arquimedes para ilustrar o principio da alavanca.

Uma alavanca é uma barra rígida que gira em torno de um ponto fixo quando uma força é aplicada para vencer a resistência.

 

ELEMENTOS BÁSICOS

Força de ação

Força de resistência
Braço de potência
Braço de resistência
Fulcro (apoio)

Alavanca de Primeira Classe- Interfixa - O eixo (E) está localizado entre a força (F) e a resistência ( R). Ex: gangorra, tesoura, alicate

 

Alavanca de Segunda Classe- Interesistente - O eixo (E) está em uma das extremidades, a resistência (R) no meio e a força (F) na outra extremidade. Ex: carro de mão, abridor de lata.

Alavanca de Terceira Classe- Interpotente - Tem o eixo numa das extremidades, a força no meio, a resistência na extremidade oposta. É a mais comum das alavancas do corpo. Ex: bíceps, varrer.

 

Sistema de Roldana

Roldana ou polia: Disco móvel em torno de um eixo perpendicular ao seu plano, com um sulco chamado gola ou garganta no seu contorno periférico, e a cujo eixo se liga uma peça chamada alça, destinando-se, isolada ou associada a outras, a elevar objetos pesados.

Logo, a relação é definida pela expressão: P= R/n

P - força;  R - objeto a elevar;  n - número de roldanas do sistema

 

Torque ou Momento da Força

Efeito rotatório criado pela aplicação de uma força:

onde d é a distância perpendicular da linha de ação da força ao eixo da rotação.

Cálculo de torques articulares estima forças musculares, porém dependente do peso dos segmentos, ação das forças externas, tipo de movimento, etc...

 

Centro de Gravidade

 

A Gravidade é uma força externa que age sobre um objeto sobre a terra, e para equilibrar essa força, uma segunda força externa precisa ser induzida.

O Centro de Gravidade é o ponto dentro de um objeto onde se pode considerar que toda a massa, ou seja, o material que constitui o objeto, esteja concentrada.

A força de gravidade possui 3 características: • É aplicada constantemente sem interrupções • Única direção-centro da terra  • Atua sobre tudo e todos

O centro de gravidade do corpo está:

 

Mais ou menos a 4 centímetros da frente da primeira vértebra sacral, quando o indivíduo está na posição de sentido.

O homem adulto, em posição ereta, tem o centro de gravidade a 56 a 57% do total de sua altura a partir do solo; na mulher é de 55% de sua altura.

Quanto mais jovem for a criança, mais alto e menos estável será o centro devido ao tamanho desproporcional da cabeça e do tórax.

Termos anatômicos:

POSIÇÃO SUPINA ou DECÚBITO DORSAL - o corpo está deitado com a face voltada para cima.

POSIÇÃO PRONA ou DECÚBITO VENTRAL - o corpo está deitado com a face voltada para baixo. 

DECÚBITO LATERAL - o corpo está deitado de lado.

ANTERIOR / VENTRAL / FRONTAL - na direção da frente do corpo. 

POSTERIOR / DORSAL - na direção das costas (traseiro). 

SUPERIOR / CRANIAL - na direção da parte superior do corpo. 

INFERIOR / CAUDAL - na direção da parte inferior do corpo. 

MEDIAL - mais próximo do plano sagital mediano (linha sagital mediana). 

LATERAL - mais afastado do plano sagital mediano (linha sagital mediana) 

MEDIANO - Exatamente sobre o eixo sagital mediano.

INTERMÉDIO - Entre medial e lateral.

MÉDIO - Estrutura ou órgão interposto entre um superior e um inferior ou entre anterior e posterior.

PROXIMAL - próximo da raiz do membro. Na direção do tronco. 

DISTAL - afastado da raiz do membro. Longe do tronco ou do ponto de inserção. 

SUPERFICIAL - significa mais perto da superfície do corpo. 

PROFUNDO - significa mais afastado da superfície do corpo.

Eixos anatômicos:

 

Existem três eixos anatômicos, cada um associado a um plano de movimentação e perpendicular aquele plano:

1.EIXO TRANSVERSO (LATERO-LATERAL):atravessa o corpo de lado a lado, sendo perpendicular ao plano sagital.

2.EIXO ÂNTERO-POSTERIOR: atravessa o corpo da frente pra trás e está associado com a movimentação no plano frontal.

3.EIXO LONGITUDINAL: atravessa o corpo de cima para baixo, sendo perpendicular ao plano transverso.

Movimentos Básicos

Extensão - É movimento em que o ângulo entre dois segmentos adjacentes aumenta.

Hiperextensão - quando o movimento de extensão for além da posição zero.

Flexão - É movimento em que o ângulo entre dois segmentos adjacentes diminui.

Hiperflexão - quando o movimento de flexão for além dos 180⁰ 

Abdução - É movimento do segmento para longe da linha média do corpo ou do segmento.

Hiperabdução - quando o movimento de ocorre além de 180⁰ na articulação do ombro.

Adução - É movimento de retorno do segmento para a linha média do corpo ou do segmento.

Hiperadução - quando o a adução continua além da posição zero do corpo.

Rotação Medial ou Interna - É movimento do segmento ao redor do eixo vertical de modo que a superfície anterior do segmento move-se em direção a linha média do corpo.

Rotação Lateral ou Externa - É movimento do segmento ao redor do eixo vertical de modo que a superfície anterior do segmento move-se para longe linha média do corpo.

Termos Especiais

Cabeça e Tronco

• Flexão Lateral

Cintura Escapular

• Elevação
• Depressão
• Protração
• Retração
• Rotação para Cima
• Rotação para Baixo

Ombro

• Adução horizontal
• Abdução horizontal

Antebraço

• Pronação
• Supinação

Circundução

Quadril

• Adução horizontal
• Abdução horizontal

Punho

• Desvio Radial
• Desvio Ulnar

Pé

• Inversão
• Eversão