biomecânica terminologia e conceitos de mecânica simples para análise do movimento humano

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Terminologia e Conceitos de 
Mecânica Simples para análise do 
Movimento Humano
Paulo Lucareli 2005
Curso de Biomecânica
UNESP-Marília
Cinesiologia
• Estudo do movimento humano. 
• Compreender as Forças que atuam sobre o 
corpo humano e manipular estas Forças em 
procedimentos de tratamentos tais que o 
desempenho humano possa ser melhorado e 
uma lesão adicional possa ser prevenida. 
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Biomecânica
• Cinemática: estudo do movimento humano 
sem se preocupar com as forças que atuam 
sobre ele. Portanto, é o estudo da descrição 
do movimento.
• Cinética: estudo do movimento humano em 
função das forças causadoras ou resultantes 
do movimento.
Cinemática
Formas de Movimento
• Movimento Linear: Movimento como um 
todo, porém, suas partes não se 
movimentam umas em relação às outras 
(translaçãotranslação).
» Linha Reta: movimento retilíneo
» Linha Curva: movimento curvilíneo
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Cinemática
• Movimento Angular: é a rotação em torno de 
uma linha central, conhecida como eixo de 
rotação, que é orientada perpendicularmente ao 
plano no qual a rotação acontece (rotação). 
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Movimento LinearMovimento Linear
Fonte: Hamill & Knutzen, 1999; Watkins, 2001.
Movimento AngularMovimento Angular
Fonte: Hamill & Knutzen, 1999; Watkins, 2001.
Classificação Planar da Posição 
e do Movimento
• Posição Anatômica do Corpo 
• Planos de Referência Anatômica
• Eixos de Referência Anatômica
• Graus de Liberdade
• Terminologia do Movimento Articular
Posição Anatômica do Corpo
POSIÇÃO ANATÔMICA DE REFERÊNCIA
SAGJFonte: Hamill & Knutzen, 1999.
Termos de Posição e DireçãoTermos de Posição e Direção
SAGJFonte: Martini, FH. Fundamentals of anatomy and physiology. Simon & Schuster, 1995.
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Graus de Liberdade
• Número de Planos e Eixos de Movimentos 
em que uma articulação é capaz de se 
movimentar.
• Ex.: Ombros 3 GL.
Terminologia do Movimento Articular
Medial
Lateral
Fonte: Hamill & Knutzen, 1999.
Movimentos Gerais X Planos e EixosMovimentos Gerais X Planos e Eixos
Movimentos Plano Eixo
Flexão/Extensão Sagital Transversal
Abdução/Adução Frontal Sagital
Rotação med/lat Transversal Longitudinal
Movimentos no Plano Sagital e Eixo TransversalMovimentos no Plano Sagital e Eixo Transversal
Fonte: Hamill & Knutzen, 1999.
Movimentos no Plano Frontal e Eixo SagitalMovimentos no Plano Frontal e Eixo Sagital
Fonte: Hamill & Knutzen, 1999.
Movimentos no Plano Frontal e Eixo SagitalMovimentos no Plano Frontal e Eixo Sagital
Fonte: Hamill & Knutzen, 1999.
Movimentos EspeciaisMovimentos Especiais
Fonte: Hamill & Knutzen, 1999.
Movimentos do Membro SuperiorMovimentos do Membro Superior
Complexo do Ombro: Cíngulo do M.S. e Braço
Fonte: Hamill & Knutzen, 1999; Lippert, 2003.
Movimentos do Membro SuperiorMovimentos do Membro Superior
Antebraço, Mão e Dedos
Fonte: Hamill & Knutzen, 1999; Lippert, 2003.
Movimentos do Membro SuperiorMovimentos do Membro Superior
Polegar
Fonte: Lippert, 2003.
Movimentos do Membro InferiorMovimentos do Membro Inferior
Cíngulo do M.I. e Coxa
Fonte: Hamill & Knutzen, 1999; Lippert, 2003.
Movimentos do Membro InferiorMovimentos do Membro Inferior
Perna, Pé e Dedos
Fonte: Hamill & Knutzen, 1999.
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Movimentos de Cabeça e PescoçoMovimentos de Cabeça e Pescoço
Fonte: Hamill & Knutzen, 1999.
Movimentos do TroncoMovimentos do Tronco
Fonte: Hamill & Knutzen, 1999.
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Variáveis Cinemática
• Tempo
• Posição
• Deslocamento
• Velocidade
• Aceleração
Tempo
• Proporciona uma medida da duração de 
determinado evento.
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Deslocamento
• A distância entre o ponto final e o ponto 
inicial ou entre o ângulo inicial e final.
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Cinética
• Ramo da dinâmica que estuda as forças 
que produzem , param ou modificam o 
movimento dos corpo.
Convenção de Forças
• São grandezas vetoriais, possuem 
magnitude e direção. São representadas por 
uma seta.
• Compreender de onde e como as forças atuam 
fornece a base para modificar ou alterar 
terapeuticamente as forças para reduzir a dor, 
restaurar o movimento e aumentar a função
Torques ou Momentos 
Resultado da aplicação de uma força a uma determinada 
distância de um eixo de rotação, produzindo aceleração 
angular (N.m).
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ALAVANCAS
• Uma haste rígida que gira ao redor de um 
eixo ou fulcro por meio de forças que 
movem uma determinada resistência ou 
peso.
• No corpo humano os ossos agem como uma 
haste rígida, as articulações são os eixos e 
as forças são os músculos.
O que as alavancas podem fazer?
• Aumentar a Amplitude de Movimento
• Modificar as direções das forças
• Aumentar as forças
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Tipo de Alavancas
• Alavancas de Primeira Classe
• Alavancas de Segunda Classe
• Alavancas de Terceira Classe
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Classificação das Alavancas
Primeira Classe resistência força
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Alavancas
Classificação das Alavancas
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Aplicação das Alavancas
• Durante o movimento articular:
– Se, torque ext. = torque int., não há movimento
– Se, torque ext. > ou < torque int., há movimento
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Momentosinternos e externos
Externos: Gerados por forças externas. Ex.: Gravidade, 
órteses, auxiliares, etc.
“Aplicados no Corpo Humano”
Internos: Calculados a partir dos momentos externos, 
conhecendo-se os momentos de inércia dos segmentos do 
membro inferior e a sua cinemática (dinâmica inversa).
“Produzidos pelo Corpo Humano”
Potência
Momento articular X Velocidade 
angular
• É imprescindível para compreender o controle muscular
• Reflete a quantidade de ττττ gerado e absorvido pelos 
músculos e outros tecidos conectivos ao redor da 
articulação
“Gerada por meio de contração concêntrica”
“Absorvida por meio de contração excêntrica”
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Inércia
• “ Um corpo manterá seu estado de repouso 
ou sua velocidade constante desde que não 
haja forças externas atuando sobre ele para 
mudar seu estado.”
PENSE & RESPONDA:
• O QUE OCORRE AOS 
PASSAGEIROS QUANDO UM 
ÔNIBUS DÁ UMA FREADA 
BRUSCA? COMO VOCÊ EXPLICA 
ESTE FATO?
RESPOSTA
• Os passageiros são “impelidos para 
frente”. Nessa situação, os passageiros 
estão manifestando inércia de 
movimento, pois insistem em continuar, 
em relação à Terra, com a mesma 
velocidade do ônibus antes da freada.
PENSE & RESPONDA:
• QUANDO UM ÔNIBUS DÁ UMA 
ARRANCADA REPENTINA, O QUE 
OCORRE COM OS PASSAGEIROS?
RESPOSTA
• Os passageiros são “impelidos 
para trás” . Neste caso, existe a 
manifestação da inércia do 
repouso , pois insistem em 
continuar parado no mesmo 
lugar , em relação `a Terra
Aceleração
• “ A aceleração de um corpo é proporcional 
à magnitude das forças resultantes sobre ele 
e inversamente proporcional à massa do 
corpo ”
Aceleração
• Como exemplo, podemos verificar que, aplicando 
forças iguais a um carro cheio de passageiros e a 
esse mesmo carro vazio, o primeiro leva mais 
tempo a atingir certa velocidade e demora mais 
tempo para parar. Dizemos que o carro cheio de 
passageiros tem mais inércia do que o carro vazio, 
isto é, opõe mais ao ser acelerado.
Ação e Reação
• “ Para toda força de ação há uma força de 
reação igual e oposta”.
AÇÃO E REAÇÃO SEMPRE SE 
ANULAM ?
• AS FORÇAS DE AÇÃO E REAÇÃO 
NUNCA SE ANULAM, POIS SÃO 
APLICADAS EM CORPOS 
DIFERENTES.
APLICAÇÃO
• As estatísticas indicam que o uso do cinto 
de segurança deve ser obrigatório para 
prevenir lesões mais graves em motoristas e 
passageiros no caso de acidentes. Explique 
a qual lei da Física a função do cinto está 
relacionada.
RESPOSTA.
• Quando um carro freia ou colide com um 
obstáculo à sua frente o motorista e os 
passageiros tendem a continuar com a 
velocidade constante que estavam, isto é, se 
deslocam para a frente, podendo sofrer 
lesões graves. Portanto, a função do cinto 
está relacionada com a 1ª lei de Newton.
• O uso do cinto de segurança reduz de 60% a 
80% as mortes em choques frontais.
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Forças Específicas
• Força Peso: 
• Força Muscular: 
• Força de Contato:
• Força de Atrito: 
• Pressões: 
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Introdução
ELETROMIOGRAFIA - EMG
“ É o estudo da função muscular por meio da 
análise do sinal elétrico emanado durante a 
contração muscular ”
A Practical Guide to EMG for Bimechanistis
Louisiana State University - Bioengineering Lab.
História da EMG
• 1791 - Galvani
• 1838 - Carlos Matteucci
• 1849 - DuBois-Raymond
• Duchenne - Physiologie des Mouvements
• 1929 - Adrian e Bronk
• 1965 -Basmajian
Tipos de EMG
• CLINICA
– EMG 
DIAGNÓSTICA
– Característica do 
potencial de ação da 
unidade motora 
(duração e amplitude)
• CINESIOLÓGICA
– ANÁLISE DE 
MOVIMENTO 
(biomecânica)
– Função muscular dos 
movimentos dos 
segmentos corpóreos
Fundamentos da Função 
Muscular
• Unidade motora: consiste em um neurônio 
motor alfa e todas as fibras musculares 
inervadas por ele (Haines, 1932; Coërs/Woolf, 1959; 
Basmajian/DeLuca, 1986; Ganong, 1981; Winter et al., 1980).
• Potencial de ação: Sinal elétrico que percorre o 
axônio e despolariza a membrana muscular 
para gerar uma contração (Paton/Wand, 1967; Buchtha, 
1957, Kandel 2000).
Sinal EMG = soma dos potenciais 
de ação
• EMG contém 2 tipos de informação:
• - duração da ação muscular 
(atividade fásica)
• - intensidade relativa (mV)
• Eletromiógrafo
• Computador e 
Software apropriado
Instrumentação
• Eletrodos de 
Superfície (cabo ou 
telemetria).
Procedimento de Coleta
• Preparação da Pele
• Fixação dos Eletrodos (Norris, Johnson, Perotto, 1996)
• Cross Talk (posicionamento)
• Verificação
*celulas mortas da pele, oleosidade da pele, acumulo 
de suor, adequada fixação dos eletrodos na pele e 
quantidade de tecido adiposo subcutâneo.
Aquisição do Sinal Eletromiográfico
• Eletrodo
– Amplificação
• Eletromiógrafo
– Filtragem
– Conversor analógico 
(A/D)
• Computador
• Software próprio para 
aquisição do sinal
Processamento do Sinal
• Retificação do sinal
• Envoltório linear 
(suavização)
• Normalização na Base 
do Tempo 
• Normalização da 
Amplitude
• Média das Curvas
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