1

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

2

A A hidrostáticahidrostática trata de trata de tudo que é relacionado com tudo que é relacionado com o equilíbrio de um corpo o equilíbrio de um corpo dentro num fluído, no nosso dentro num fluído, no nosso caso, a água.caso, a água.

Hidrostática

3

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) (i) massamassa; ; ((iiii) ) gravidadegravidade; ; ((iiiiii) ) densidadedensidade; ; ((iviv) ) pressão hidrostática.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.

4

Peso(1)

••O O PP, corresponde à , corresponde à força da atracção da força da atracção da TerraTerra, resultante exercida sobre a massa de , resultante exercida sobre a massa de um corpo. um corpo. Força Força de direcção vertical, dirigida de direcção vertical, dirigida de cima para baixo e de magnitude de cima para baixo e de magnitude equivalente ao peso do corpo. equivalente ao peso do corpo. ••Este, está sujeito a variações de acordo com Este, está sujeito a variações de acordo com a posição do corpo em relação à Terra. O a posição do corpo em relação à Terra. O ponto de aplicação correspondente ao que se ponto de aplicação correspondente ao que se designa por centro de designa por centro de gravidade do corpogravidade do corpo(CG).(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.aP=PesoM=Massaa= aceleração devida à gravidade*A força da gravidade é aproximadamente 9,81m/s2*Uma massa de 1Kg tem um peso de 9,81 NNewton é a força que, actuando Newton é a força que, actuando

sobre a massa de 1Kg durante 1s, sobre a massa de 1Kg durante 1s, gera uma aceleração de 1m/sgera uma aceleração de 1m/s

5

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.

Densidade

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.

6

A pressão hidrostática (1)

“um corpo sólido imerso num líquido com uma determinada densidade está sujeito a forças de pressão hidrostáticaque se exercem sobre toda a sua superfície”.

Conforme expresso porSidney (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 Num fluído, a força resultante da pressão é sempre orientada da pressão é sempre orientada perpendicularmente à perpendicularmente à superfície de teste (qualquer superfície de teste (qualquer que seja a orientação desta). que seja a orientação desta). Por simetria, as forças sobre Por simetria, as forças sobre as superfícies laterais, as superfícies laterais, equilibramequilibram--se duasse duas--aa--duasduas

A resultante das forças superficiais exercidas pelo fluído A resultante das forças superficiais exercidas pelo fluído sobre o objecto será uma força que se designa por sobre o objecto será uma força que se designa por impulsão (I).impulsão (I).

7

Princípio de Arquimedes

teorema fundamental da hidrostáticacorpo 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).

centrocentrogeométrico do geométrico do

volume de águavolume de águadeslocadodeslocado

8

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).

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.

Aspectos a reter:(2)

9

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

10

4 – parâmetros de dominância biomecânica

1 - FLUTUAÇÃO

4 – parâmetros de dominância biomecânica

1 - FLUTUAÇÃO

11

4 – parâmetros de dominância biomecânica

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 biomecânica

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 impulsoNo homem não agem sobre o mesmo ponto de aplicação

12

4 – parâmetros de dominância biomecânica

2 - FORÇAS

peso impulsoNo homem não agem sobre o mesmo ponto de aplicação

4 – parâmetros de dominância biomecânica

2 - FORÇAS

peso impulsoNo homem não agem sobre o mesmo ponto de aplicação

13

4 – parâmetros de dominância biomecânica

2 - FORÇAS2.1 – 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

14

4 – parâmetros de dominância biomecânica

2 - FORÇAS2.2 – Nível de flutuação do nadador

Um indivíduo flutuará tanto melhor:

•Quanto > for a sua capacidadeinspiratória

•Quanto < for a sua densidade corporal

4 – parâmetros de dominância biomecânica

3 – EQUILÍBRIO DINÂMICOConsiderado um equilíbrio eterno

Equilíbrio de nado

Horizontalidade do corpo

Equilíbrio dinâmico

Posição horizontal dinâmica

Equilíbrio aquático

Posição horizontal estáctica

Flutuação

Posição vertical estática

15

4 – parâmetros de dominância biomecânica

3 – EQUILÍBRIO DINÂMICO

estável

instável

indiferente

3 tipos de equilíbrio

4 – parâmetros de dominância biomecânica

3 – EQUILÍBRIO DINÂMICO

estável

3 tipos de equilíbrio

O sistema permanece na posição que alcançou

16

4 – parâmetros de dominância biomecânica

3 – EQUILÍBRIO DINÂMICO

instável

3 tipos de equilíbrio

O corpo está em movimento até alcançar a forma de equilíbrio estável

4 – parâmetros de dominância biomecânica

3 – EQUILÍBRIO DINÂMICO

indiferente

3 tipos de equilíbrio

Independentemente da posição inicial do corpo, esta conserva-se