Fundamentos do Desporto
NATAÇÃO I
PROPRIEDADES DOS FLUÍDOS
• Fluidez e noção de fluxo
• Compressibilidade e incompressibilidade
• Massa específica, peso volúmico e
densidade
• Viscosidade, fluidos reais e fluidos ideais
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Hidrostática
A hidrostática trata de
tudo que é relacionado com
o equilíbrio de um corpo
dentro num fluído, no nosso
caso, a água.
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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;
massa;
(ii)
ii) gravidade;
gravidade;
(iii)
iii) densidade;
densidade;
(iv)
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.
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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
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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.
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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,
equilibramequilibram-se duasduas-a-duas
A resultante das forças superficiais exercidas pelo fluído
sobre o objecto será uma força que se designa por
impulsão (I).
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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
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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.
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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
biomecânica
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
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4 – parâmetros de dominância
biomecânica
1 - FLUTUAÇÃO
4 – parâmetros de dominância
biomecânica
1 - FLUTUAÇÃO
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2 - FORÇAS
4 – parâmetros de dominância
biomecânica
•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
2 - FORÇAS
4 – parâmetros de dominância
biomecânica
•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
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2 - FORÇAS
4 – parâmetros de dominância
biomecânica
peso
impulso
No homem não agem sobre o mesmo ponto de aplicação
2 - FORÇAS
4 – parâmetros de dominância
biomecânica
peso
impulso
No homem não agem sobre o mesmo ponto de aplicação
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2 - FORÇAS
4 – parâmetros de dominância
biomecânica
2.1 – FLUTUABILIDADE DO NADADOR
É determinada pelas densidades relativas do meio e do
sujeito
Densidade
do homem
é próxima da
unidade
Se o P aplicado no CG é >
que I = o corpo afunda
Se o I é > a P = corpo à
superfície mais ou
menos imerso
4 – parâmetros de dominância
biomecânica
2.1 – FLUTUABILIDADE DO NADADOR
•Constituição corporal
•volume pulmonar
•idade
•sexo
•raça
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2 - FORÇAS
4 – parâmetros de dominância
biomecânica
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
biomecânica
3 – EQUILÍBRIO DINÂMICO
Considerado um equilíbrio eterno
Equilíbrio de
nado
Horizontalidade
do corpo
Equilíbrio dinâmico
Posição horizontal dinâmica
Equilíbrio aquático
Posição horizontal estáctica
Flutuação
Posição vertical estática
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4 – parâmetros de dominância
biomecânica
3 – EQUILÍBRIO DINÂMICO
3 tipos de equilíbrio
estável
instável
indiferente
4 – parâmetros de dominância
biomecânica
3 – EQUILÍBRIO DINÂMICO
3 tipos de equilíbrio
estável
O sistema permanece na posição
que alcançou
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4 – parâmetros de dominância
biomecânica
3 – EQUILÍBRIO DINÂMICO
3 tipos de equilíbrio
instável
O corpo está em movimento até
alcançar a forma de equilíbrio
estável
4 – parâmetros de dominância
biomecânica
3 – EQUILÍBRIO DINÂMICO
3 tipos de equilíbrio
Independentemente da posição
inicial do corpo, esta conserva-se
indiferente
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