Biomecânica - Princípios Fundamentais

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● As Leis de Newton: Philosophiae Naturalis 
Principia Mathematica (1687) 
 - Sir Isaac Newton forneceu as leis básicas e 
princípios de mecânica que formam a pedra 
fundamental para entender o movimento 
humano 
 - Leis do movimento: lei da inércia, lei da 
aceleração e lei da ação e reação / da gravidade 
 - As técnicas de análise do movimento 
avançado são derivadas dessas leis. 
 - A ideia é: Introduzir as técnicas para a 
análise da relação entre forças aplicadas ao 
corpo e as consequências dessas forças no 
movimento humano e na postura = gesto 
ocupacional / esportivo 
● Leis do Movimento de Newton: 
 
 - 1ª Lei da Inércia (Corpo em equilíbrio): 
+ Inércia está relacionada à quantidade 
de energia requerida para alterar a velocidade 
de um corpo = se quero aumentar a velocidade 
na corrida, tenho que aumentar a energia 
muscular / força / potência, torque e isso 
demanda energia, ATP, oxigenio 
+ Inércia de um corpo é diretamente 
proporcional a sua massa 
+ Cada corpo / seguimento corpóreo 
tem um centro de massa, sobre o qual sua 
massa é uniformemente distribuída em todas as 
direções 
+ Quando exposto à gravidade, o centro 
de massa coincide com o seu centro de 
gravidade (efeitos da gravidade estão 
completamente equilibrados) 
+ Ex: inércia para se manter em pé - 
Quando está em posição anaômica, o centro da 
massa decai sobre a segunda vertebra sacral 
 
 
 
 
 
+ Se a pessoa muda a posição do corpo o 
seu centro de massa mudará 
+ Fase de balanço na marcha: 
 # O MI inteiro diminui 
funcionalmente por movimentos combinados 
de flexão do joelho e dorsiflexão do tornozelo. 
 # Reduz o torque necessário pelos 
músculos do quadril para acelerar e 
desacelerar o membro durante a fase de 
balanço 
 
 
 
 
 
 
 
 
+ Alteração do momento de inércia de 
massa acerca de um eixo mediolateral: 
 
OBS.: Velocidade angular = gerada por torque 
 
A = mergulhador diminui o momento de 
inércia, aumenta a velocidade angular. 
B e C = as extremidades são posicionadas mais 
distantes do eixo e a velocidade angular é mais 
lenta 
 
A= bola rodando e C= caneta rodando 
 
+ O tempo todo geramos forças internas 
e recebendo forças externas para manter o 
nosso corpo em equilíbrio 
 
 - 2ª Lei da Aceleração 
+ As vezes para ganhar performance é 
preciso perder massa para ter aceleração 
 + F = m x a (relação entre força e 
aceleração). 
(F): representa um impulso ou arranque 
exercido sobre um corpo. 
(m x a): representa o efeito desse impulso ou 
arranque. 
Principios Fundamentais 
 + Torque causará uma aceleração 
angular de um corpo em volta de um eixo de 
rotação = articulações 
 # T = I x a 
T (torque) = I (momento de inércia de massa) x 
a (aceleração angular). 
OBS.: Músculos são os produtores de torque 
primário = sempre quem vai produzir a força / 
torque são os músculos 
+ Se que ganhar força / torque é preciso 
ganhar músculo. Se pensar em uma situação 
diretamente proporcional, quanto mais torque 
voce consegue romper o momento de inércia 
daquela massa, vao ser necessário mais força e 
com isso uma acelereção angular 
+ Trabalho Muscular = contração 
 # Quem fornece energia para o 
trabalho muscular é o ATP 
 # O músculo tem energia, potencial 
de ação e contração muscular, assim o musculo 
realiza trabalho = performance 
 # Trabalho linear é encontrado 
multiplicando-se uma força aplicada (pelo 
músculo) pelo deslocamento do objeto na 
direção da força aplicada 
 # Ex: força linear aplicada pelos 
músculos flexores do cotovelo em contração 
para flexionar a articulação e trazer a mão à 
boca 
 # Sentido linear: o trabalho é o 
produto da força contrátil dos músculos e da 
distância diminuída deles = músculo 
encurtando e gerando potencial de ação / 
contração muscular. Ex: biceps = músculo 
 # Sentido angular: o trabalho 
rotacional é computado pelo torque aplicado 
pelos flexores do cotovelo e pela quantidade de 
flexão (em radianos) que ocorre na articulação 
= ex: movimento do cutuvelo = articulações 
+ Trabalho Positivo, Trabalho Negativo e 
"Trabalho Isométrico” 
 # Trabalho positivo: a rotação do 
antebraço (movimento angular) está na mesma 
direção do torque aplicado = gera um trabalho 
linear em contração / fibras estão encurtando. 
Ex: flexão do antebraço para levar a mão até a 
boca = contração isotônica concentrica – as 
fibras convergem ao centro 
 
 
 
 
 
 
 
 # Trabalho negativo: quando os 
flexores do cotovelo estão ativos, mas a 
articulação está estendida – torque angular 
contrário (ex., quando se baixa um peso 
lentamente), os flexores do cotovelo se alongam 
através de uma ativação excêntrica (a rotação 
ocorre na direção oposta ao torque aplicado) e 
o trabalho (negativo) é realizado nos músculos 
OBS.: A rotação (angular) ocorre em uma 
direção oposta ao torque aplicado (a angulação 
é para extender e o bíceps está fazendo uma 
contração excentrica / movimento linear 
contrário, para gerar a força de desacelerar o 
braço com cuidado e deixar a caixa de taças no 
chao – fortalecimento excentrico), o trabalho é 
negativo 
 
 
 
 
 
 # “Trabalho isométrico” 
(teoricamente não está tendo movimento / 
trabalho, mas as fibras musculares estão 
contraindo): flexores do cotovelo estão ativos, 
mas nenhum movimento está acontecendo, 
assim como um músculo está ativo 
isometricamente. 
§ OBS.: Apesar de considerável 
energia metabólica poder ser expendida 
(gasta), nenhum trabalho mecânico (de 
movimento) está sendo realizado. 
§ Ex: quando seguramos uma 
caixa por um tempo, o músculo está contraindo 
isometricamente, gastando energia, mas não 
está tendo trabalho mecanico. Gasta muita 
energia e a demanda metabolica para esse tipo 
de contração é muito eficiente /alta 
 
 
 
 
 
 
 
 - Lei da Ação e Reação: 
+ Todo o efeito que um corpo / 
seguimento corpóreo exerce sobre o outro é 
contrabalanceado pelo efeito que o segundo 
corpo exerce sobre o primeiro. 
+ Os dois corpos interagem 
simultaneamente e a consequência é 
especificada pela lei da aceleração. 
+ Cada corpo experimenta um efeito 
diferente, e que este efeito depende da sua 
massa 
 # Ex: o nosso corpo em relação ao 
corpo da terra – a massa da terra é muito 
maior, então a gravidade exerve uma força / 
ação e o nosso corpo exerce uma reação, por 
isso quando a gente pula a gente é puxado pela 
lei da gravidade para o centro da terra 
+ Ex: força de reação fornecida pela 
superfície na qual uma pessoa esta andando, ou 
parada de pé 
+ O pé produz uma força contra o solo e 
o chão gera uma força de reação do pé na 
direção oposta, mas de igual magnitude 
 
 
 
 
 
 
 
 
+ A força de reação do solo muda de 
magnitude (tamanho), direção e ponto de 
aplicação no pé, durante todo o período 
postural da marcha – se você está parado, o pé 
vai produzir uma força no chao para você ficar 
parado e manter o seu corpo em equilibrio para 
não cair. O chao gera uma força de reação 
oposta e de igual tamanho. Durante a marcha, 
a lei da ação e reação vai agir sobre cada 
seguimento do pe 
+ Diagrama de Corpo Livre – fotos que 
geram varias angulaçoes (seno, cosseno, 
tangente = trigonometria) e com isso é possível 
calcular força aplicada de acordo com as forças 
vetoriais (vetor – seta) 
+ É construído para facilitar o processo 
de resolução de problemas biomecânicos. 
+ É uma "foto" ou um esboço 
simplificado que representa a interação entre 
um corpo e o ambiente. 
+ Requer que todas as forças relevantes 
(vetores) que atuam no sistema sejam 
cuidadosamente desenhadas. 
+ Essas forças podem ser produzidas 
pelos músculos, gravidade (refletida no peso do 
segmento), fluido, resistência do ar, fricção e 
reação de força do solo 
+ Setas são usadas para indicar forças 
vetoriais 
+ Segmento Perna-pé: 
 
 
 
 
 
 
+ Precisamos saber a Força de reação 
articular: 
 # Forças de contato da articulação. 
 # Efeito cumulativo de todasas forças 
transmitidas de um segmento para o outro. Ex: 
da perna para o pé na marcha 
§ OBS.: As forças de reação 
articular são causadas "em reação” (contrárias) 
a outras forças produzidas por ativação 
muscular (contração), por tensão passiva nos 
tecidos conectivos periarticulares alongados 
(tendões) e pela gravidade (peso corpóreo). 
§ Força interna: M (vetor de força 
muscular resultante / eficiente). 
§ Forças externas: G (gravidade), S 
e F (peso dos segmentos perna e pé). 
§ Força adicional: força de reação 
articular (J) = efeito cumulativo resultante de 
todas as forças – faz com que o tornozelo se 
mova em dorsoflexão – o músculo tem q gerar 
uma força maior do que as outras 3 forças para 
ocorrer o movimento 
● Caso Clínico: 
 - Osteoartrite na Articulação do Quadril – 
inflamação nas articulações 
+ A redução da reação de força 
articular: maior foco em programas de 
tratamento designados a reduzir a dor e 
prevenir a degeneração articular adicional em 
pessoas com artrite (inflamação na articulação 
aguda, mas se não for tratada pode evoluir para 
artrose = artrite crônica) 
+ Tratamentos direcionados no sentido 
de diminuir as forças articulares por meio de 
mudanças na magnitude da atividade muscular 
e seus padrões de ativação ou através da 
redução do peso transmitido por toda a 
articulação = fortalecimento muscular, 
diminuição do peso 
+ Ex: paciente com osteoartrite na 
articulação do quadril: 
 # A magnitude da força de reação 
articular pode ser diminuída se a pessoa 
reduzir a velocidade da marcha, reduzindo, 
assim a dimensão da ativação muscular = 
diminui a dor 
 # Calçados fortemente acolchoados 
(palmilha) podem ser recomendados para 
diminuir as forças de impacto 
 # Bengala (ortese) pode ser usada 
para minimizar as forças através da articulação 
do quadril – a pessoa gera força no braço e 
aumenta a alavanca com a bengala para não 
forçar muito o quadril 
 
 # Se a obesidade for um fator um 
programa de redução ponderal (de peso) pode 
ser recomendado 
+ Exemplo: 
 
1- vai romper a inércia na preparação do chute 
2- aceleração da perna para o chute 
3- ação e reação ao chutar a bola 
 
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+ Músculos envolvidos: 
 # Isquiotibiais – Semitendíneo, 
Semimembranoso e Bíceps Femoral (cabeça 
longa) – contração isotônica concentrica = 
flexão do joelho – trabalho positivo 
§ Origem na tuberosidade 
isquiática profundamente ao músculo glúteo 
máximo. 
§ Inserção nos ossos da perna = 
bíceps femoral (cabeça da fíbula), 
semimembranoso (face medial da tíbia) e 
semitendíneo (pata de ganso / anserina – onde 
estão inseridos 3 tendões – semitendíneo, gracil 
e sartório – muito lesionado) 
§ Transpõem e atuam em duas 
articulações, produzindo extensão na 
articulação do quadril e flexão na articulação 
do joelho 
 
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# Quadríceps: contração isotônica 
concentrica = extensão do joelho – trabalho 
positivo 
 
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# Isquiotibiais: contração isotônica 
excentrica – rotação do joelho - trabalho 
negativo