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Biomecânica I – 2017.Q3

O estudo da estrutura e função dos sistemas biológicos por meio dos métodos da mecânica.

Disciplina de graduação do curso de Engenharia Biomédica

Sigla: ESTB026-17

TPI: 2-2-4

Carga Horária: 48h

Recomendação: Mecânica dos Sólidos I; Computação Científica aplicada a Problemas Biológicos.

Professor: Marcos Duarte, Renato Watanabe

Horário e local (2017.Q3)

  • Diurno :  Quartas 08h00-10h00 e Sextas 10h00-12h00. Sala A2-L001, campus São Bernardo do Campo.
  • Noturno:  Quartas 19h00-21h00 e Sextas 21h00-23h00m. Sala A2-L001, campus São Bernardo do Campo.

Cronograma

Aula Data Local Assunto
1 m  20/09 A2-L001 Apresentação da disciplina

Introduction to Biomechanics

2 22/09 A2-L001 Python for scientific computing

Python tutorial

3    27/09 A2-L001 Kinematics of particle

Frame of reference

Review: Scalar and Vector

4 29/09 BMClab Laboratório experimental:  cinemática de partícula. Dados da coleta: Diurno, Noturno

Atenção: os vídeos foram filmados com 38 frames por segundo ao invés  de 100 fps.

Leia o cap. 2 de Paython & Barlett (2008) para entender aspectos técnicos da análise do movimento por vídeo

5 r  04/10 A2-L001 Time-varying frame

Projectile Motion

6  06/10 A2-L001 Laboratório computacional
7    11/10 A2-L001 Polar Coordinate

Angular Kinematics

8  18/10 A2-L001 Laboratório computacional
9 m  20/10 A2-L001 Prova I. Gabarito
10 25/10 Não haverá aula (workshop das engenharias)

Entrega do Relatório I

11 27/10 A2-L001 Kinematics of rigid body in two dimensions: Kinematic chain in a plane
12  01/11 BMClab Laboratório experimental: cinemática de corpos rígidos

Dados da coleta: DiurnoNoturno

13  08/11 A2-L001 Kinematics of rigid body in two dimensions

Cap. 15 (p. 698-718 e problemas em 15.1 e 15.2) do Ruina & Rudra (2013)

14  10/11 A2-L001 Laboratório computacional
15 r  17/11 A2-L001 Kinematics of rigid body in two dimensions 
16 m  22/11 A2-L001 Kinematics of rigid body in two dimensions
17 m  24/11 A2-L001 Kinematics of rigid body in three dimensions
18 r  29/11 A2-L001 Laboratório computacional
19  01/12 A2-L001 Kinematics of rigid body in three dimensions
20  06/12 A2-L001 Laboratório computacional

Entrega do Relatório II

21  08/12 A2-L001 Prova II. Gabarito
22  13/12 BMClab Prova substitutiva

Avaliação de desempenho e critérios de aprovação

  • MF = 0,4*P1 + 0,6*P2 + 0,05*L1 + 0,05*L2

Onde P1 e P2 são as notas das provas 1 e 2 e L1 e L2 são as notas dos dois relatórios de laboratórios.

A conversão para a escala de notas será: A ≥ 9,0;  9,0 > B ≥ 7,5; 6,0 ≥ C < 7,5; 4,5 ≥  D < 6,0

Prova substitutiva apenas mediante apresentação de justificativa para perda das provas.

Para quem realizar a prova de recuperação, a nota final será a média aritmética entre as notas obtidas na disciplina e na recuperação: NF = (MF+REC)/2. A conversão de nota para conceito será a mesma.

Laboratórios (trabalho individual)

Lab I. Análise cinemática de partícula. Entregue por e-mail relatório técnico reportando as seguintes estimativas a partir dos dados experimentais coletados no laboratório:

  • 1. Analisar imagem para obter posição. 2. Estimar as trajetórias para posição, velocidade e aceleração (especificamente estimar o valor da aceleração da gravidade). 3. Ajustar modelo aos dados numéricos compatível com o fenômeno analisado. 4. Plotar as estimativas da posição, velocidade e aceleração obtidas numericamente e a partir do modelo.

Lab II. Análise cinemática de corpo rígido. Entregue por e-mail do relatório técnico reportando as seguintes estimativas a partir dos dados experimentais coletados no laboratório:

  • 1. Calcular sistemas de coordenadas global e locais (pé, perna, coxa e quadril) a partir do vídeo de uma passada do andar. 2. Calcular ângulos articulares do tornozelo, joelho e quadril no plano sagital com estes dados. 3. Calcular estes mesmos ângulos articulares no plano sagital com os dados numéricos 3D (utilizar somente as coordenadas no plano sagital). 4. Plotar estas curvas e compará-las.

Softwares gratuitos para análise do movimento

Referências

  1. Notas de aula
  2. Paython, C.; Barlett, T. Biomechanical evaluation of movement in sport and exercise: the British
    Association of Sport and Exercise Science guide. Routledge, 2008.
  3. Robertson G, Caldwell G, Hamill J, Kamen G (2013) Research Methods in Biomechanics. 2nd Edition. Human Kinetics.
  4. Ruina A, Rudra P (2013) Introduction to Statics and Dynamics. Oxford University Press.
  5. Winter, David A. Biomechanics and motor control of human movement. 4 ed. Hoboken, EUA: Wiley, c2009. xiv, 370 p. ISBN 9780470398180.
  6. Zatsiorsky, Vladimir M. Kinematics of human motion. Champaign, IL: Human Kinetics, c1998. 419 p. ISBN 0880116765.

Notas

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