Prof. Me. Alexandre Correia Rocha www.professoralexandrerocha.com.br alexandre.personal@hotmail.com Prof. Me Alexandre Rocha alexandre.rocha.944 ProfAlexandreRocha @Prof_Rocha1 prof.alexandrerocha Docência Docência Personal Trainer 1
EbooK BIOMECÂNICA APLICADA AO ESPORTE 2
I EMENTA A disciplina estuda, analisa e descreve o movimento humano usando a física como ferramenta de analise. O objetivo ao analisar o movimento humano é de melhorar o rendimento do mesmo e diminuir a incidência de lesões. Os conteúdos abordados são: Biomecânica do treinamento de força, Biomecânica do treinamento de corrida, Calçado esportivo, Biomecânica da ginástica de academia, Biomecânica das modalidades esportivas e Prática como componente curricular. II - OBJETIVOS GERAIS Entender as características das diferentes modalidades esportivas e de treinamento; Aprender a controlar a sobrecarga para diminuir a incidência de lesões; Saber quais aspectos precisam ser treinados nas modalidades para melhorar o rendimento. 3
III - OBJETIVOS ESPECÍFICOS Aprender a analisar e a manipular as forças presentes no movimento humano; Aprender a manipular as forças produzidas no movimento humano para prevenir o surgimento de lesões e melhorar a eficiência do movimento. Saber adequar os exercícios e o treinamento para evitar o surgimento de lesões; IV - CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 1. BIOMECÂNICA DO TREINAMENTO DE FORÇA 1.1. Características gerais de torque e alavancas. 2.1. Análise dos braços de alavanca nos exercícios. 3.1. Características da eletromiografia como método de investigação; 3.2. Importância da eletromiografia na análise dos exercícios. 4.1. Atividade eletromiográfica dos músculos nos exercícios. 4
IV - CONTEÚDO PROGRAMÁTICO BIOMECÂNICA DO TREINAMENTO DE CORRIDA 5.1. Atividade eletromiográfica dos músculos na corrida; 5.3. Características do padrão de movimento 6.1. Características da economia de corrida; 6.2. Treinamento aplicado à economia de corrida; IV - CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 7. BIOMECÂNICA DO CALÇADO ESPORTIVO 7.1. Funções do calçado; 7.2. Controle do choque mecânico; 8.1. Distribuição de pressão plantar. 9. PRÁTICA COMO COMPONENTE CURRICULAR 9.1. Análise de situações-problema; 9.2. Vivência de professor ao buscar soluções para as diversas situações. 5
IV - CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 10. BIOMECÂNICA DA GINÁSTICA DE ACADEMIA 10.1. Análise da sobrecarga na modalidade Step. 11.1. Análise da sobrecarga na modalidade Ginástica aeróbica. IV - CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 12. BIOMECÂNICA DAS MODALIDADES ESPORTIVAS 12.1. Características gerais de análise do movimento nas modalidades; 13.1. Tipos de leões; 13.2. Analise e controle da sobrecarga. 14.1. Salto vertical: aspectos relacionados ao movimento eficiente. 6
IV - CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 15. PRÁTICA COMO COMPONENTE CURRICULAR 15.1. Análise de situações-problema; 15.2. Vivência de professor ao buscar soluções para as diversas situações. V - ESTRATÉGIA DE TRABALHO Aulas Teóricas; Discussões dirigidas; Discussão de leituras complementares. VI - AVALIAÇÃO Provas escritas 7
VII BIBLIOGRAFIA Bibliografia Básica ZATSIORSKY, V.M. Biomecânica do Esporte Performance no desempenho e prevenção de lesão, Editora Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, (2004). ENOKA, R.M.: Bases Neuromecânicas da Cinesiologia. Editora Manole Ltda., São Paulo, (2000). CARPENTER, C.S. Biomecânica.: Editora Sprint, Rio de Janeiro, (2005). VII BIBLIOGRAFIA Bibliografia Complementar HALL, S.: Biomecânica Básica. Editora Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, (2000). FRANKEL, V.H.; NORDIN, M.: Biomecânica básica do sistema musculoesquelético. Editora Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, (2003). HAMILL, J., KNUTZEN K.M.: Bases biomecânicas do movimento humano. Editora Manole Ltda., São Paulo, (1999). NIGG, B.M.; HERZOG, W.: Biomechanics of musculoskeletal system. John Wiley & Sons, (1994). WINTER, D.A.: Biomechanics and Motor Control of human movement. John Wilwey & Sons, New York, Chichester, Brisbane, Toronto, (1990). 8
Encontros Manhã 10 as 11:40h 25/02 10/03 31/03 (NP1) 14/04 05/05 19/05 (NP2) 09/06 (Sub) 16/06 (Exa) Encontros Noite 19 as 20:40h 01/03 15/03 29/03 (NP1) 12/04 26/04 10/05 (NP2) 24/05 (Sub) 07/06 (Exa) Conceitos Cinesiologia X Biomecânica 9
Conceitos Cinesiologia X Biomecânica Hamill e Knutzen, (1999). Cinesiologia é o estudo científico do movimento humano. Análises qualitativas; Não leva em consideração, nenhuma aplicação de força. Conceitos Cinesiologia X Biomecânica Biomecânica, representa o estudo de um organismo vivo e o efeito da força seja empurrando ou tracionando sobre esse organismo. - Esta análise pode ser qualitativa e quantitativa Ex: velocidade, direção, força. Hamill e Knutzen, (1999). 10
Conceitos Biomecânica Comportamento motor Característica fundamental do comportamento humano. Conceitos Considerações sobre o movimento Contração muscular Torque (N.m) Movimento? Realizado pela interação do sistema neuromuscular que agem sobre um sistema de alavancas e polias. Influenciado por fatores anatômicos, fisiológicos, bioquímicos e biomecânicos. Lehmkuhl & Smith, 1989 11
Conceitos T (N.m) = F X D (Braço de Alavanca) Conceitos Considerações Musculares sobre o Movimento Tipos de Trabalho Muscular Torque: é a tendência de uma força girar uma alavanca em torno de um ponto fixo. Sistemas de alavancas do corpo humano Músculo (força), Ossos (alavancas) e Articulação (ponto fixo) Trabalho = Força X Distância percorrida Contração Trabalho ou ação muscular (Causa) (efeito) 12
Conceitos Considerações Musculares sobre o Movimento Trabalho Isométrico: sem mudança articular visível (estático); Conceitos Considerações Musculares sobre o Movimento Trabalho Isocinético: Velocidade constante Trabalho concêntrico: músculo que gera tensão ativa e encurtamento miofibrilar; Trabalho Excêntrico: Maior tensão ativa e ocorre alongamento miofibrilar. Trabalho auxotônico ou combinado: Combinase trabalhos concêntricos, excêntricos e isométricos levantadores de pesos 13
Conceitos Rotação interna/externa e adução/abdução horizontal Planos e Eixos Flexão /extensão Adução e abdução Conceitos Aplicação dos planos e eixos Transversal Sagital Frontal 14
Conceitos Conceitos Aplicação dos planos e eixos Supino Reto X Crucifixo máquina Diferença somente para o tríceps braquial Plano: Sagital Eixo: Latero-lateral Movimento Articular: Ext. de Ombro Motor Primário: Gra. Dorsal, infra-espinhoso, redondo maior e menor... 15
Conceitos Aplicação dos planos e eixos Sistema de alavancas Braço de potência: Distância perpendicular da aplicação da força ao eixo de rotação. Ou seja, é a distancia entre o Ponto de Apoio até o local de aplicação da força. Por isso, pode ser chamado também de Braço de Força (BF). Plano: Tranversal Eixo: Encefalo-caudal Movimento Articular: Abd. Hor. Ombro Motor Primário: Gra. Dorsal, Trapézio,Romboides (maior e menor), redondo maior e menor,... Braço de resistência: Distância perpendicular da aplicação da resistência ao eixo de rotação. É a distância que vai do ponto de Apoio até o ponto de aplicação da resistência. 16
Sistema de alavancas Sistema de alavancas INTERFIXA Tríceps Braquial BF BR Resistência Potência Eixo 17
Sistema de alavancas Sistema de alavancas INTERRESISTENTE Gêmeos BF BR INTERPOTENTE Bíceps Braquial Alavanca mais comum no corpo humano BF BR Resistência Resistência Potência Potência Eixo Eixo 18
Sistema de alavancas Braço de potência vs Braço de resistência Sistema de alavancas Braço de potência vs Braço de resistência Vantagem e desvantagem mecânica BP > BR = Vantagem mecânica (é menos necessário aplicação de força para vencer a resistência) F = 5 X 25 F = 125 kg/f F = 5 X 20 F = 120 kg/f BP < BR = Desvantagem mecânica (mais força é necessário para vencer a mesma resistência) 19
Braço de alavanca nos exercícios Tríceps coice: Maior braço de alavanca do peso Cotovelo estendido. Maior necessidade de torque muscular cotovelo estendido. Braço de alavanca nos exercícios Tríceps testa: Maior braço de alavanca do peso Cotovelo fletido. Maior necessidade de torque muscular cotovelo fletido. exigência muscular depende da característica do exercício. 20
Braço de alavanca nos exercícios Remada Unilateral: Torque do peso torque flexão do ombro. Músculos extensores do ombro terão que gerar torque muscular. Torque Muscular Direita > Esquerda. Braço de alavanca nos exercícios Crucifixo Horizontal: Torque do peso torque em abdução horizontal do ombro. Músculos adutores horizontais do ombro terão que gerar torque muscular. Torque Muscular Direita > Esquerda. 21
Braço de alavanca nos exercícios Stiff: Torque do peso torque em flexão do quadril. Músculos extensores do quadril terão que gerar torque muscular. Torque Muscular Direita > Esquerda. Interatividade Observe a alavanca ilustrada na figura a seguir. Analise o seu tipo e a sua característica. Leia as afirmações a seguir e escolha a alternativa correta. 22
Interatividade a) A alavanca indicada na figura é do tipo interpotente. Este tipo de alavanca tem a característica de desvantagem, para a força F, quando o objetivo é movimentar grandes cargas, ou seja, ela não é adequada para gerar força, por outro lado, por estar longe do eixo de rotação, a resistência pode ser movimentada com grande velocidade. b) A alavanca indicada na figura é do tipo interfixa. Na figura, a alavanca apresenta a característica de alta capacidade de produzir força, se a referência for a força F. Isso significa que a partir da força F, uma carga alta pode ser movimentada. c) A alavanca indicada na figura é do tipo interresistente. Este tipo de alavanca tem a característica de conseguir movimentar grandes cargas, ou seja, ela é ideal para gerar força, quando a força F é tomada por referência. d) A alavanca indicada na figura é do tipo interfixa. Na figura, a alavanca apresenta como característica a capacidade de produzir velocidade. Ou seja, uma determinada força F consegue movimentar com grande velocidade uma carga posicionada no local onde a força R está sendo aplicada. e) A alavanca indicada na figura é do tipo interfixa. Na figura, a alavanca apresenta uma característica neutra, ou seja, como os braços de alavanca são iguais, basta a força ou a resistência serem um pouco maiores, que a alavanca se movimentará. Resposta Alternativa correta b A alavanca indicada na figura é do tipo interfixa. Na figura, a alavanca apresenta a característica de alta capacidade de produzir força, se a referência for a força F. Isso significa que a partir da força F, uma carga alta pode ser movimentada. 23
Eletromiografia (EMG) Registra a atividade elétrica associada à contração muscular. Indica como ação muscular é coordenada pelo aparelho locomotor. Eletromiografia (EMG) Aplicações da EMG: Determinar a ativação temporal do músculo (estimulação do músculo inicia e termina). Registrar quanto o músculo foi ativado durante o exercício (Quanto maior a ativação, maior a eficiência do exercício). 24
Importância da Emg Recrutamento de unidades motoras Músculo composto por fibras musculares. Fibras musculares organizadas em Unidades Motoras tipo1, tipo2a e tipo2x. Recrutamento das Unidades Motoras: Princípio do Tamanho (FORÇA UMs recrutadas da menor para a maior). Tipo1 Tipo 2a Tipo 2x Quanto maior a intensidade do sinal EMG, maior o número de UMs recrutadas maior a eficiência do exercício. 25
Exemplos de aplicações Discussão: (Brennecke, 2007) Peitoral maior e Deltóide clavicular atividade semelhante. Tríceps braquial atividade alta. Exercícios para musculatura peitoral apresenta atividade de deltóide clavicular. Exemplos de aplicações Discussão: (Takara, 2008) Exercício Pull over ativação alta de Peitoral Maior e de Grande dorsal. Duas porções do Peitoral ativadas. Cabeça longa do Tríceps braquial alta ativação para estabilizar cotovelo e estender ombro. 26
Exemplos de aplicações Discussão: Dia 1: agachamento cadeira extensora. Dia 2: cadeira extensora agachamento. Independente da ordem, maior ativação dos vastos no Agachamento. Considerações finais Atividade muscular não é óbvia. Tomar cuidado com simplificação das características dos exercícios. EMG ferramenta importante para entender a característica do exercício. 27
Interatividade Conhecer a característica dos exercícios de treinamento de força é importante para que os mesmos possam ser adequadamente escolhidos e aplicados durante o treinamento. Nesse sentido, a eletromiografia é uma ferramenta importante, pois indica quanto os músculos foram estimulados nos exercícios. Leia atentamente as afirmações a seguir e marque a alternativa correta. I. Os músculos Peitoral maior e Deltóide clavicular apresentam atividade eletromiográfica semelhante durante o exercício supino horizontal. II. III. A Cabeça longa do Tríceps braquial apresenta alta ativação no exercício Pull over para estabilizar cotovelo e estender ombro. O vasto lateral e o vasto medial encontram-se mais ativos no exercício agachamento do que no exercício cadeira extensora. a) As afirmações I e II estão corretas e a afirmação III está errada. b) As afirmações I, II e III estão corretas. c) A afirmação I está correta e as afirmações II e III estão erradas. d) As afirmações I e III estão corretas e a afirmação II está errada. Resposta Alternativa correta b As afirmações I, II e III estão corretas. 28
Atividade eletromiográfica da corrida Discussão: Músculos não se encontram ativos o tempo todo. Atividade eletromiográfica da corrida Discussão: Pré-atividade muscular Preparação do segmento para controle no início do apoio. 29
Atividade eletromiográfica da corrida Discussão: Co-contração atividade de grupos musculares com funções opostas. Co-contração garante estabilidade articular atividade dos músculos que envolvem articulação. Atividade eletromiográfica da corrida Discussão: Músculos Glúteo máximo, quadríceps e Gastrocnêmio atuam em Ciclo Alongamento- Encurtamento (CAE). Propulsão: Contração muscular e Restituição de energia elástica. 30
Interatividade A atividade eletromiográfica dos músculos de membros inferiores apresenta uma característica geral determinada. Leia atentamente as afirmações a seguir e marque a alternativa correta. I. Atividade muscular na corrida apresenta-se em fases, o que significa que os músculos não se encontram ativos o tempo todo durante o ciclo da passada. II. Todos os músculos de membros inferiores apresentam pré-atividade muscular, o que significa que a ativação destes músculos se inicia alguns instantes antes do início da fase de apoio. III. É possível observar co-contração nas articulações do quadril, joelho e tornozelo. Essa co-contração visa estabilizar mais as articulações, como forma de proteção. a) As afirmações I e III estão corretas e a afirmação II está errada. b) As afirmações I, II e III estão erradas. c) As afirmações I e II estão corretas e a afirmação III está errada. d) As afirmações I, II e III estão corretas. e) A afirmação I está correta e as afirmações II e III estão erradas. Resposta Alternativa correta d As afirmações I, II e III estão corretas. 31
Técnica de corrida Técnica de corrida Características: Técnica de movimento é particular de cada indivíduo. Grande variação entre corredores. Fatores que podem variar entre corredores: Comprimento e Frequência de passada. Geometria de colocação do pé (retropé, médiopé ou antepé).... Comprimento e Frequência de passada: Existe tendência com aumento de velocidade. Grande variação individual. 32
Técnica de corrida Técnica de corrida Geometria de colocação do pé: Velocidades submáximas retropé e médio-pé. Velocidades máximas antepé. Características: Principal elemento determinante da técnica de movimento economia de energia. Considerar se vale a pena mudar a técnica de movimento do corredor e tornar a técnica menos eficiente. 33
Economia de corrida Características: Envolve realizar o movimento com o menor gasto de energia possível. Corrida envolve o uso de CAE para produzir movimento Melhorar eficiência do CAE. CAE envolve movimento rápido treinar potência. Economia de corrida Paavolainen et al. (1999): Controle: treinamento aeróbio + 3% de treinamento de potência. Experimental: treinamento aeróbio + 32% de treinamento de potência. Treinamento de potência: Treinamento de Sprints: (5-10)x(20-100m) Saltos (grande variedade) Treinamento de Força: (leg-press, flexores e extensores de joelho), com 0-40% de 1RM (velocidade máxima). 34
Economia de corrida Grupo Experimental: Menor VO2 para 4,17 m/s movimento mais econômico. Treinamento de potência não promove melhora do VO2 máximo. Possível alteração de técnica de movimento: menor tempo de contato (consequência da economia). Interatividade A eficiência do aparelho locomotor na corrida de fundo não pode ser apenas definida em função da capacidade cardiorrespiratória do indivíduo, pois outra variável é importante ser considerada: a economia de corrida. Leia as alternativas a seguir e marque a alternativa incorreta. a) O aparelho locomotor produz movimento na corrida por meio do ciclo alongamento- encurtamento (CAE). O CAE pode ser treinado por meio do treinamento de potência. b) A economia de corrida envolve realizar o movimento com o menor gasto de energia possível. c) A importância do treinamento de potencia está na melhora do VO2 máximo que este treinamento é capaz de promover. Com isso, a condição aeróbia melhora e o rendimento também. d) O treinamento de potência traz a vantagem de tornar a corrida mais econômica. Isso significa que o corredor será capaz de correr uma mesma velocidade, com um consumo de oxigênio menor. e) Em decorrência de uma maior economia de corrida, é possível que alguma alteração de técnica de movimento ocorra, como por exemplo, um menor tempo de contato do pé com o solo. 35
Resposta Alternativa correta c A importância do treinamento de potencia está na melhora do VO² máximo que este treinamento é capaz de promover. Com isso, a condição aeróbia melhora e o rendimento também. 36