Biomecânica - Aula 7 cinematica linear
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O documento discute a cinemática linear do movimento humano. Aborda conceitos como deslocamento, velocidade, aceleração e sua aplicação para avaliar o movimento através de variáveis espaço-temporais. Fornece exemplos de análise cinemática da marcha, corrida e ciclismo.
Biomecânica - Aula 7 cinematica linear
- 1. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Felipe P Carpes Cinemática linear BIOMECÂNICA
- 2. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa OBJETIVOS Conceituar cinemática Conhecer variáveis cinemáticas lineares do movimento humano Realizar aplicações práticas da cinemática linear para avaliação do movimento humano
- 3. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa a - plano sagital b - plano frontal c - plano transverso movimento tridimensional Movimento
- 4. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Sistemas espaciais de referência Úteis para descrição padronizada do movimento humano Sistema mais comumente utilizado é o sistema de coordenadas Cartesianas Pontos de interesse são posicionados de acordo com coordenadas numéricas atribuídas para x, y (e z) a partir de um referencial (0,0,0) René Descartes (1596 – 1650) Filósofo matemático francês que inventou a geometria analíticaabscissa ordenada
- 5. 1 3 5 7 9 11 13 15 17 190,0 1 3 5 7 9 11 13 15 y x
- 6. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa (0,0) X Y (x,y) = (3,7) Coordenadas cartesianas para a articulação do quadril e membro inferior Sistemas espaciais de referência
- 7. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa CINEMÁTICA Ramo da mecânica que estuda a geometria, o padrão ou a forma do movimento em relação ao tempo, sem se preocupar com suas causas. Enoka, 2000 Movimento em relação a um referencial. x y (0,0) x = + y = + x = - y = + x = - y = - x = + y = -
- 8. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Cinemática Área da mecânica que trata da descrição de componentes de movimento espaciais e temporais Hamill & Knutzen (2008) Cinemática linear Forma, padrão ou sequência de movimento em relação ao tempo “aparência” do movimento Descrição espaço-temporal do movimento Hall (2006)
- 9. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Cinemática – instrumentação biomecânica Como informações cinemáticas são adquiridas Tecnologia provê mecanismos automatizados e em tempo real movimento – filmagem – digitalização – reconstrução – processamento - resultados
- 10. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa 1 Cin linear - analise do trote.mp4
- 13. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa MOVIMENTO RECONSTRUÇÃO MODELO DE REPRESENT.
- 17. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa VÍDEOS Cin linear - escalada modelo espacial.avi Cin linear - escalada video.avi
- 18. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Com uma avaliação cinemática é possível ver na prática a diferença entre um movimento desenvolvido rapidamente ou com menor velocidade. Na aquisição de imagens, a frequência de aquisição é uma variável muito importante. Por quê? 4 Cin linear - filmagens alta velocidade.wmv
- 19. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Deslocamento e distância X1 X2
- 20. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Deslocamento Envolve a diferença entre posição inicial e posição final ΔS = Sf - Si Δx = Xf - Xi Δy = Yf – Yi Deslocamento AB, sendo posição inicial A (2,1) e posição final B (7,7) Δx = Δy = Qual o comprimento do deslocamento? Qual a direção do deslocamento? A (2,1) B (7,7)
- 21. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa 6 Cin linear - bracada na natacao.mpeg
- 22. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Trajetória da mão(vista de cima) no nado crawl
- 23. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Velocidade 5 Cin linear - corrida 100m Bolt.avi
- 24. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Velocidade vetorial e escalar Velocidade vetorial = mudança de posição : tempo descreve magnitude e direção Velocidade escalar = distância : tempo (velocímetro de um carro) descreve apenas magnitude Em biomecânica, a velocidade vetorial é mais importante v = ΔS : Δt finicialposiçãonatempofinalposiçãonatempo posiçãoposição v if − − = m/s
- 25. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Velocidade Velocidade linear Taxa de variação na posição Unidade: m/s Velocidade resultante Velocidade média Velocidade instantânea t s v ∆ ∆ = m/s
- 26. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Velocidade da corrente Velocidade do nadador Velocidade resultante
- 27. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Velocidade média x instantânea
- 28. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Aceleração Aceleração linear Taxa de variação na velocidade Unidade: m/s2 Aceleração nula Aceleração positiva Aceleração negativa t v a ∆ ∆ = temponomudança velocidadenamudança a = inicialposiçãonatempofinalposiçãonatempo velocidadevelocidade a if − − = m/s2
- 30. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Estados UnidosCanadá Ben Johnson Carl Lewis X 9:79 - Desclassificado por doping 9:92
- 31. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Johnson ganhou a competição nos 50 m iniciais Até os 50 m iniciais Johnson foi o mais rápido Entre 50 – 60 m eles alcançaram suas velocidades máximas Após 60 m ambos reduziram mas Johnson ficou mais lento principalmente nos 10 m finais No entanto, Johnson foi flagrado pelo anti-doping, e por ter usado uma substância proibida para aumentar a massa muscular e capacidade respiratória, perdeu a medalha.
- 32. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Parâmetros da cinemática linear aplicados ao estudo movimento humano
- 33. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Cinemática linear da marcha Passada: intervalo desde o evento em uma perna até o mesmo evento na mesma perna, no contato seguinte Passo: parte da passada que vai desde a ocorrência de um evento numa perna até o mesmo evento na perna oposta Largura do passo: distância (sentido médio-lateral) entre calcanhar direito e esquerdo Dois passos equivalem a uma passada, que também é chamada de ciclo da marcha Velocidade de corrida = comprimento da passada * frequência da passada
- 34. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Cinemática linear da marcha Variáveis espaciais
- 35. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa IC – contato inicial TS – apoio terminal LR – resposta a carga PS – pré-balanço TO – saída do pé IS – balanço inicial MS – apoio médio TS – balanço terminal Ciclo da marcha
- 37. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Variáveis espaço-temporais
- 38. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa 64,0 65,3 36,0 34,7 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 Direito Esquerdo Tempo(%dociclo) Fase de apoio Fase de balanço Assimetrias na marcha de crianças – cinemática linear Médias do tempo da fase de apoio e fase de balanço relativo ao tempo do ciclo completo do andar (N=7). Variáveis temporais
- 40. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Na marcha ambulação é mais estudada resultado das acelerações e movimentos do CG Obesos - crianças menor cadência de passos (mais lentos) maior tempo em apoio duplo Relação entre uma ineficiência no movimento e decréscimo na estabilidade em crianças obesas
- 41. Obesos com maior tempo em apoio duplo (estabilidade) Obesos com maior oscilação de equilíbrio e variabilidade Obesos com menor cadência Obesidade prejudica o controle postural Não obeso Obeso
- 43. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Velocidade (m/s) Cadência (passos/min) Comp passo (m) Apoio (%ciclo) Apoio simples (%ciclo) Apoio duplo (%ciclo)
- 44. Largura do passo Obesos apresentaram maior largura de passo que sujeitos com peso normal Para todas as velocidades estudadas
- 45. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Obesos preferem velocidade de 1,4 m/s Reduzindo a velocidade para 1 m/s momento no joelho 40% menor força AP 40% menor concomitante adoção de uma posição mais estendida do joelho no contato inicial Sua marcha natural parece sobrecarregar a região medial do joelho pela ação dos momentos
- 46. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa z y x Abordagem biomecânica das relações entre a cinemática, intensidade do exercício e dominância de membros em ciclistas Carpes et al., Braz J Biomech, 2006
- 48. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa * Amplitude de movimento do joelho (p<0,05). Ŧ Intensidade do exercício (p<0,05).
- 49. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa REFERÊNCIAS HALL, S. J. Biomecânica básica. 4ª edição, Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2009 HAMILL, J.; KNUTZEN, K.M. Bases biomecânicas do movimento humano. 2ª edição, Manole, 2008 ENOKA, R. M. Bases neuromecânicas da cinesiologia. 2ª edição, Barueri, SP: Manole, 2000 CARPES et al. Assimetrias na marcha de crianças obesas. Revista Brasileira de Biomecânica, submetido CARPES et al. Abordagem biomecânica das relações entre a cinemática, intensidade do exercício e dominância de membros em ciclistas. Revista Brasileira de Biomecânica, v.7, 55-61, 2006 LINK et al. Efeitos de diferentes declividades de solado sobre variáveis selecionadas no andar de crianças. Revista Brasileira de Biomecânica, v.10, 5-10, 2005
- 50. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Movimento de projéteis
- 51. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Movimento de projéteis Queda livre, força da gravidade, resistência do ar Trajetória Distância determinada por: ângulo de lançamento velocidade de lançamento altura relativa
- 52. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Ângulo perfeitamente vertical (90°) → trajetória vertical seguindo o mesmo caminho retilíneo para subir e para descer Ângulo obliquo (entre 0° e 90°) → trajetória parabólica Ângulo perfeitamente horizontal (0°) → trajetória igual à metade de uma parábola
- 54. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Depois que a bola é abandonada as ações humanas não podem afetar mais o curso
- 55. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa GRAVIDADE Velocidade diminui Velocidade aumenta velocidade = 0
- 56. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Movimento horizontal de um projétil A velocidade horizontal de um projétil é constante e seu movimento horizontal é constante Deslocamento horizontal (Δx) constante
- 57. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Corpo humano como um projétil Ângulo de lançamento
- 60. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa O que determina o quê? Se o ângulo de projeção é igual a 90º, a velocidade inicial determina altura que o objeto alcança Se o ângulo de projeção é menor que 90º, a velocidade inicial determina a altura e o alcance da projeção (distância horizontal)
- 61. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Ângulo de lançamento O ângulo de lançamento é particularmente importante na prática de arremessos
- 62. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Determina o comprimento ou tamanho da trajetória Velocidade de lançamento
- 63. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Fatores intervenientes Aceleração da gravidade Ângulo de projeção Velocidade de projeção Resistência do ar Altura relativa da projeção Rotação do projétil Aerodinâmica do corpo
- 64. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa Diferença entre altura de lançamento e a altura de aterragem Quando a velocidade de projeção é constante uma maior altura de projeção relativa equivale a um maior período de permanência no ar e a um maior deslocamento horizontal do projétil Altura relativa de lançamento
- 65. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa REFERÊNCIAS HALL, S. J. Biomecânica básica. 4ª edição, Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2009 HAMILL, J.; KNUTZEN, K.M. Bases biomecânicas do movimento humano. 2ª edição, Manole, 2008 ENOKA, R. M. Bases neuromecânicas da cinesiologia. 2ª edição, Barueri, SP: Manole, 2000 CARPES et al. Assimetrias na marcha de crianças obesas. Revista Brasileira de Biomecânica, submetido CARPES et al. Abordagem biomecânica das relações entre a cinemática, intensidade do exercício e dominância de membros em ciclistas. Revista Brasileira de Biomecânica, v.7, 55-61, 2006 LINK et al. Efeitos de diferentes declividades de solado sobre variáveis selecionadas no andar de crianças. Revista Brasileira de Biomecânica, v.10, 5-10, 2005