NATAÇÃO I Fundamentos do Desporto PROPRIEDADES DOS FLUÍDOS Fluidez e noção de fluxo Compressibilidade e incompressibilidade Massa específica, peso volúmico e densidade Viscosidade, fluidos reais e fluidos ideais
Hidrostática A hidrostática trata de tudo que é relacionado com o equilíbrio de um corpo dentro num fluído, no nosso caso, a água.
Conceitos chave O equilíbrio aquático depende de inter-relações que se estabelecem entre o corpo humano e as forças em presença: (i) o peso (P); (ii) a impulsão (I). A analise dos princípios fundamentais do equilíbrio do corpo no meio aquático, assenta nas seguintes noções: (i) massa; (ii) gravidade; (iii) densidade; (iv) pressão hidrostática. Massa Um corpo ou um objecto em equilíbrio no meio aquático, está submetido a um determinado número de forças. Todo o corpo sólido, líquido ou gasoso contém uma massa (Kg) característica à quantidade de matéria que contém e um peso (mg) proporcional a essa massa. É uma característica (ou constante) deste corpo, sendo inalterável, o que determina a sua resistência a uma variação no seu movimento.
Peso(1) O P,, corresponde à força da atracção da Terra,, resultante exercida sobre a massa de um corpo. Força de direcção vertical, dirigida de cima para baixo e de magnitude equivalente ao peso do corpo. Este, está sujeito a variações de acordo com a posição do corpo em relação à Terra. O ponto de aplicação correspondente ao que se designa por centro de gravidade do corpo (CG). Peso (2) O peso exprime-se em Newtons (N), ou de forma mais comum, em quilogramas (Kg). A relação entre P e M de um corpo é dada pela expressão: P=M.a Newton é a força que, actuando sobre a massa de 1Kg durante 1s, gera uma aceleração de 1m/s P=Peso M=Massa a= aceleração devida à gravidade *A força da gravidade é aproximadamente 9,81m/s2 *Uma massa de 1Kg tem um peso de 9,81 N
Densidade A noção de densidade remete-nos para o conceito de quantidade de matéria por unidade de volume. A densidade de um corpo sólido ou líquido tem a ver com a relação que se estabelece entre a massa do corpo, ou do líquido e a massa de um volume igual de água deslocado. Centro de Gravidade O centro de gravidade é o ponto de aplicação da resultante das acções do peso sobre todos os pontos do corpo. Chama-se linha de gravidade a vertical que passa pelo centro de gravidade. Chama-se plano de gravidade todo o plano que contém a linha de gravidade.
A pressão hidrostática (1) um corpo sólido imerso num líquido com uma determinada densidade está sujeito a forças de pressão hidrostática que se exercem sobre toda a sua superfície. Conforme expresso por Sidney (1993), pressão hidrostática Ps é por definição igual ao quociente da força F exercida sobre uma superfície teste S, para a medida desta superfície, conforme se observa na fig A pressão hidrostática (2) Num fluído, a força resultante da pressão é sempre orientada perpendicularmente à superfície de teste (qualquer que seja a orientação desta). Por simetria, as forças sobre as superfícies laterais, equilibram-se duas-a-duas A resultante das forças superficiais exercidas pelo fluído sobre o objecto será uma força que se designa por impulsão (I).
Princípio de Arquimedes teorema fundamental da hidrostática corpo imerso num liquido em equilíbrio sofre, da parte do liquido, uma força (I) oposta à força do peso do corpo imerso no meio liquido. Esta força de impulsão é de direcção vertical, exercendo-se de baixo para cima e de magnitude equivalente ao peso do volume de água deslocada, sendo o seu ponto de aplicação correspondente ao centro geométrico do volume de liquido deslocado ( centro de impulsão). Centro de impulsão De acordo com o teorema fundamental da hidrostática, estas forças são mais intensas nos pontos do corpo que se encontram a maior profundidade, sendo, a sua resultante vectorial, uma força vertical, dirigida de baixo para cima, que produz sobre o corpo, um efeito, que se chama, impulsão (I). centro geométrico do volume de água deslocado
Aspectos a reter:(1) A dificuldade de situar com precisão o centro de gravidade do corpo humano. heterogeneidade dos diferentes tecidos que o compõe. No corpo humano problema da flutuação está, obviamente, associado ao equilíbrio. Este último vem determinado pela flutuabilidade do corpo, a qual, depende das densidades relativas do indivíduo e da água (Sarmento, 1979). Assim, é condição fundamental, que a densidade do corpo seja menor ou igual à densidade da água (Vilas-Boas, 1984). Aspectos a reter:(2) A flutuabilidade é definida como estado de equilíbrio resultante das forças do peso (P), aplicada ao centro de gravidade e do princípio de Arquimedes (I), aplicada ao centro geométrico do corpo imerso.
Flutuação Entende-se por flutuação, a expressão mecânica da relação entre a densidade de um corpo e a densidade da água, em que está mergulhado. Conforme as diferenças de densidade entre a massa do corpo e a água, assim se manifesta a maior ou menor flutuação. (Abrantes, 1979). Aplica-se aos corpos inertes (sólidos) O corpo humano porque altera, por si só, o pe, o conceito não se aplica. Para o efeito, o termo correspondente, designa-se: EQUILIBRIO. 4 parâmetros de dominância 1 - FLUTUAÇÃO Corresponde a uma forma de equilíbrio estático no meio aquático Uma parte do corpo imersa e outra emersa No homem é aplicado sobre o eixo vertical Corresponde a um estado de repouso do corpo quando submetido às forças do peso equilibrado pelas forças do impulso É uma referência ao carácter estático do equilíbrio
4 parâmetros de dominância 1 - FLUTUAÇÃO 4 parâmetros de dominância 1 - FLUTUAÇÃO
4 parâmetros de dominância 2 - FORÇAS PESO Resultado da força da gravidade (direcção vertical, de cima p/ baixo É aplicada sobre o centro de gravidade (ponto de aplicação da resultante das acções do peso sobre todos os pontos do corpo Na água 4 parâmetros de dominância 2 - FORÇAS IMPULSO DE ARQUIMEDES O corpo imerso num líquido em equilíbrio sofre da parte deste uma força (impulso) cuja magnitude corresponde ao peso do volume de água deslocado (direcção vertical, de baixo p/ cima) O ponto de aplicação é o centro geométrico do volume de líquido deslocado peso impulso No homem não agem sobre o mesmo ponto de aplicação
4 parâmetros de dominância 2 - FORÇAS peso impulso No homem não agem sobre o mesmo ponto de aplicação 4 parâmetros de dominância 2 - FORÇAS peso impulso No homem não agem sobre o mesmo ponto de aplicação
4 parâmetros de dominância 2 - FORÇAS 2.1 FLUTUABILIDADE DO NADADOR É determinada pelas densidades relativas do meio e do sujeito Densidade do homem Se o P aplicado no CG é > que I = o corpo afunda é próxima da unidade Se o I é > a P = corpo à superfície mais ou menos imerso 4 parâmetros de dominância 2.1 FLUTUABILIDADE DO NADADOR Constituição corporal volume pulmonar idade sexo raça
4 parâmetros de dominância 2 - FORÇAS 2.2 Nível de flutuação do nadador Um indivíduo flutuará tanto melhor: Quanto > for a sua capacidade inspiratória Quanto < for a sua densidade corporal 4 parâmetros de dominância 3 EQUILÍBRIO DINÂMICO Considerado um equilíbrio eterno Equilíbrio de nado Equilíbrio dinâmico Posição horizontal dinâmica Horizontalidade do corpo Equilíbrio aquático Posição horizontal estáctica Flutuação Posição vertical estática
4 parâmetros de dominância 3 EQUILÍBRIO DINÂMICO 3 tipos de equilíbrio estável instável indiferente 4 parâmetros de dominância 3 EQUILÍBRIO DINÂMICO 3 tipos de equilíbrio estável O sistema permanece na posição que alcançou
4 parâmetros de dominância 3 EQUILÍBRIO DINÂMICO 3 tipos de equilíbrio instável O corpo está em movimento até alcançar a forma de equilíbrio estável 4 parâmetros de dominância 3 EQUILÍBRIO DINÂMICO 3 tipos de equilíbrio Independentemente da posição inicial do corpo, esta conserva-se indiferente