Leis e princípios do movimento.pdf

8/16/2019 Leis e princípios do movimento.pdf

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BIOMECÂNICA

Princípios e leis da física aplicados aomovimento humano.

Vítor Milheiro


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O treinador e a biomecânica

Cabe ao treinador conduzir o praticante àconstante melhoria dos seus resultados, até aosseus limites.

Uma das suas principais competências é odomínio das técnicas. Os treinadores precisamdominar suficientemente o movimento humano e

as leis que o regem para duma forma mais capazensinarem as melhores técnicas e identificarem ascausas dos erros que observam.


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O que é “técnica desportiva” ?

Técnicas são unidades básicas que possibilitam a realização eficaz

de uma atividade desportiva.

Representam um determinado procedimento biomecânico para

solucionar um objetivo desportivo, condicionado pelo aparelho

motor humano, pelas condições de envolvimento e pelos

regulamentosMas conhecer bem a técnica implica conhecer os princípios e as

leis do movimento.


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A EVOLUÇÃO DA TÉCNICA


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Californiano

anos 30 -40

Ventral

anos 50 -60

Fosbury flop

anos 70-80


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1930 1980


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Princípios e leis do

movimento


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LEI DA ACÇÃO - REACÇÃO

Sempre que um corpo exerce uma força sobre outro, este

exerce sobre o primeiro uma força de intensidade igual, masde direção e sentido contrário.

Esta lei também se manifesta em fase aérea; neste caso,sempre que há uma ação de um corpo ou parte desse corpo,

há uma reação da restante parte desse corpo e amplitudedos movimentos é inversamente proporcional às massas em

jogo (de cada corpo ou de partes do mesmo corpo).


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PRINCÍPIO DA DIRECÇÃO

Para um aproveitamento máximo das forças realizadas, oatleta deve fazer a acção na direcção oposta aquela paraonde quer que os seus efeitos se manifestem.


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PRINCÍPIO DA TORSÃO - DISTORSÃO Nos movimentos rotacionais em que se pretende lançar ou socar, o

máximo rendimento dos músculos do tronco obtém-se quando oatleta realiza um estiramento prévio desses músculos, através datorção da cintura escapular em relação à cintura pélvica, logoseguida de uma destorção e consequente transmissão da tensão

acumulada ao membro superior ativo.


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PRINCÍPIO DA FLEXÃO - EXTENSÃO

Nos movimentos em que se pretende atingir uma boa

velocidade de saída, salto ou lançamento, com umângulo de saída optimal, o melhor percurso deaceleração é conseguido através da flexão optimal dosmúsculos dos membros inferiores, os mais poderosos do

ser humano, com os atletas a passarem de uma posiçãobaixa para uma alta, constituindo como que uma rampade lançamento ou de salto.


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PRINCÍPIO DO PERCURSO ÓPTIMO DEACELERAÇÃO

Nos movimentos em que se pretende que um corposeja projetado com uma elevada velocidade de saída,um salto ou lançamento, o percurso de aceleração

desse corpo deve ser o maior possível.


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PRINCÍPIO DA COORDENAÇÃO DOS IMPULSOSPARCIAIS

Se se pretende imprimir a um engenho ou a um atleta umaelevada velocidade de saída, então todas as velocidadesdas partes desse corpo, empregues como agentes deaceleração, devem chegar ao máximo ao mesmo tempo.

A força produzida por uma parte do corpo aumenta com aadição da força das articulações subsequentes.


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PRINCÍPIO DO MOVIMENTO DE CHARNEIRA

Nos movimentos rotativos de lançar, socar ou pontapearem apoio, em que é usado apenas um segmento, osatletas rodam todo o lado “atacante” em torno de um eixoque pode ou não passar pelo Centro de Gravidade.


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INÉRCIA E MOMENTO DE INÉRCIA

Inércia é a resistência à alteração do estado cinético

linear por efeito da massa do corpo

Momento de inércia á a resistência à alteração do estadocinético angular por efeito da distribuição da massa do

corpo relativamente ao eixo de rotação Mi = md2


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Relação velocidade angular - momento de inércia


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LEI DA GRAVIDADE

A gravidade é uma força magnética que está sempresempre presente e que atrai os corpos na direcção docentro da terra.

Centro de gravidade - é o ponto de aplicação da

resultante das forças que actuam sobre um corpo.


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A determinação da posição do Centro de Gravidadeserve para:

- estudar posições de equilíbrio

- determinar a trajectória de vôo num salto (se se conhece o

ângulo e a velocidade de saída do CG do solo, pode conhecer-se todaa sua trajectória, mesmo que durante o vôo os segmentos corporais se

movam).

- descrever, duma forma simplificada, deslocamentos dum objecto

ou de uma pessoa, referindo-os apenas ao seu C.G. - estabelecer o lugar em redor do qual se produzirão todas as

rotações no ar, tanto das pessoas como dos engenhos desportivos


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ATRITO

- o atrito é uma força que actua na área de contactoentre duas superfícies, na direcção oposta à do

movimento ou à sua tendência. O atrito determina o grau

de dificuldade de se moverem dois objectos em contacto.

Coeficiente de atrito representa a facilidade relativa dedeslizamento ou a quantidade de interacção mecânica e molecular

entre duas superfícies em contacto e é influenciado por:

- irregularidade e rigidez relativas das superfícies em contacto

- interacção molecular entre as superfícies em contacto


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QUANTIDADE DE MOVIMENTO DE UM CORPO

- é uma grandeza mecânica particularmenteimportante em situações envolvendo colisões.

- em movimentos lineares é o produto entre amassa do corpo e a sua velocidade

M = m . v


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MOMENTO ANGULAR

- é a quantidade de movimento angular contido em umcorpo e é igual ao produto do seu momento de inérciapela sua velocidade angular.

Ma = Mi . Vel ang

PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DO MOMENTO

ANGULAR

- o momento angular de um dado sistema permanececonstante na ausência de momentos de forçaexternos.


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IMPULSO

- quando forças externas actuam, elas modificam a

quantidade de movimento presente num sistema demaneira previsível. Essa alterações dependem daintensidade da acção das forças externas mas também dotempo durante o qual a força actua, assim :

Impulso = F . t


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TRABALHO MECÂNICO

- a quantidade de trabalho mecânico é dada peloproduto da força aplicada pela distância através da qual ocorpo se moveu.

Em função do tipo de acção muscular envolvida, positiva

ou concêntrica, ou negativa ou excêntrica, o trabalhomecânico pode ser positivo ou negativo.

A unidade de trabalho é o Joule (J) ( 1J = 1 N . m)

W = F . d


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POTÊNCIA

Potência traduz a quantidade de trabalho

realizada numa unidade de tempo.

P = W . t


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ENERGIA

- energia é a capacidade de executar trabalho mecânico

a) -Energia Cinética é a energia de movimento e écalculada pelo produto de metade da massa do corpopelo quadrado da sua velocidade

E c = 1/2 m.v2

b) - Energia Potencial é a energia armazenada, quesignifica execução potencial de trabalho mecânico oupotencial para conversão em Energia cinética e écalculada multiplicando o peso do corpo multiplicadopela sua altura.

E = m. .h


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LEI DA CONSERVAÇÂO DE ENERGIA MECÂNICA

Quando a gravidade é a única força externaactuante, a energia mecânica de um corpo permanececonstante.

Ep + E c = C

ou

P . h + 1/2 m.v2 = C


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Energia de deformação ou elástica

é a quantidade de energia que é armazenada por

deformação “elástica” de um corpo e que noutra fase domovimento é devolvida ao atleta ou ao engenho.

K - rigidez relativa do material

x - distância através do qual o material é deformado

ED = 1/2 K . x


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PRINCÍPIO DO TRABALHO E ENERGIA

O trabalho de uma força é igual á alteração naenergia que essa força produz sobre o objecto no qualactua.

Ec - energia cinética

Ep - energia potencial

ET - energia térmica

W = Ec + Ep + ET


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PRINCÍPIO DA VELOCIDADE ANGULAR

Nos movimentos de rotação a velocidade angular pode seraumentada ou diminuída pela flexão ou alongamento daspartes do corpo, alterando a resistência inercial que o corpoem rotação oferece ao movimento. Nos lançamentos oubatimentos em rotação, este princípio assume particularimportância, uma vez que para uma mesma velocidade

angular, quanto maior for o raio de rotação, maior será avelocidade com que o engenho sai da mão do atleta, ouatinge um adversário.

Relação velocidade linear (m/seg) e velocidade angular (rad /seg) V = r . Vel ang

Relação aceleração linear (tangencial) e aceleração angular

a t = r . Acel ang


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LEI DO EQUILÍBRIO

O equilíbrio depende de:

- do peso

- da base de sustentação

- da altura do CG ao solo

- das estratégias re-equilibradoras

- do aproveitamento de forças externas

- ter o corpo não rígido perante forças perturbadoras- da acção reacção dos segmentos do corpo

- transformar o movimento de translação em rotação


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Centro de massa base de apoio


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PRINCÍPIO DO TORQUE OU MOMENTO DE FORÇA

- torque ou momento de força é uma força rotacional queproduz momento angular.

- efeito rotatório provocado pela aplicação de uma força é

igual ao produto da força pela distância perpendicular daforça ao eixo de rotação.

Braço de momento

- é a menor distância (perpendicular) entre a linhade acção de uma força e o eixo de rotação.

Momento de Força = F . d


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PRINCÍPIO DAS ALAVANCAS

- alavanca é uma haste rígida que gira em torno de um eixo.

- o posicionamento relativo da Força aplicada, daResistência e do Fulcro ou eixo de rotação determinam aclassificação das alavancas, que podem ser:

Dividindo a braço de Força pelo braço de Resistência,

determinamos a magnitude da vantagem mecânica daalavanca.


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Alavancas


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MOMENTO DE FORÇA

- um momento de força externo produz aceleraçãoangular de um corpo que é directamente proporcional àintensidade do momento de força, na mesma direcçãodeste e inversamente proporcional ao momento de inérciado corpo.

Variação do estado cinético angular de um corpo porassociação do momento de inércia e da aceleraçãoangular desse mesmo corpo e por efeito da acção de umaforça externa.

È importante a distância da linha da acção da força externaao eixo de rotação do corpo que tem variação do estadocinético angular Mf = Mi . Acel ang

Í Ê


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PRINCÍPIO DA TRANSFERÊNCIA DE "MOMENTUM"

Uma correcta acção dos segmentos livres (braços e pernas), permite

adicionar mais forças a um salto ou lançamento, contribuindo assimpara uma maior velocidade de saída do atleta ou do engenho. Aquantidade de movimento que um corpo possui designa-se por"momentum" e é o resultado do produto da massa desse corpo coma velocidade a que ele se está a deslocar.

É o que acontece nos saltos, em que durante a chamada, os braçose a perna livre devem ser lançados energicamente para a frente epara cima, de modo que, no instante que precede a descolagemsejam travados, provocando uma transferência de "momentum" deuma parte do corpo para outra, adicionando assim mais força na

chamada.


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LEI DA TENSÃO MUSCULAR

A capacidade de produção de tensão muscular estaá relacionada

com a sua área de secção transversa e é de cerca de 90N por cm2


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Leis da mecânica dos Fluidos


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Factores que afectam a magnitude das forçasdos fluidos


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Flutuabilidade


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Resistência dinâmica


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Resistência de Forma


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Força de Sustentação


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BIBLIOGRAFIA

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