Orientador: João Alberto de Oliveira / Banca: Tamotsu Hirata / Banca: Luiz Alberto Batista / Resumo: As atividades realizadas em meio aquático sofrem interferência das propriedades físicas peculiares ao mesmo. O salto vertical é uma habilidade esportiva muito utilizada em programas de reabilitação, principalmente em trabalhos de pliometria. O objetivo deste estudo foi pesquisar as forças envolvidas no salto vertical praticado em ambiente aquático e terrestre e as interdependências entre as variáveis cinéticas e cinemáticas dos mesmos. Para tal foi utilizada uma amostra composta por dez sujeitos, todos do sexo feminino, com idade média de 11,6 ± 1,35, praticantes de ginástica rítmica. Os sujeitos realizaram uma série de três saltos com contra movimento, consecutivos, sobre plataforma de força no solo, repetindo o mesmo procedimento dentro d'água. Para realização do experimento foi utilizada a técnica de cinemetria para mensuração de ângulo de flexão de joelhos e altura do salto e uma plataforma de força para mensuração das forças de reação vertical do solo. Os resultados foram analisados através da correlação de Pearson, com nível de significância de 5%. Através dos resultados obtidos observou-se que no salto executado em ambiente aquático a altura atingida, velocidade média e tempo de vôo foram maiores e a força de impacto em membros inferiores reduzida, comparados com os resultados obtidos no solo. As correlações foram evidentes entre altura do salto e velocidade de saída, em ambos ambientes. O presente trabalho deve servir como base para a elaboração de programas de treinamento envolvendo o salto, em meio aquático e terrestre, como em atividades de pliometria. Novas pesquisas devem ser realizadas, utilizando uma população praticante de modalidade esportiva que tenha o salto vertical como ação primordial para o bom desempenho na execução da mesma. / Abstract: The activities carried out in the aquatic environment suffer interference from physical properties peculiar to it. The vertical jump is a sporting skill widely used in rehabilitation programs, especially in studies of plyometric. The aim of this study was to investigate the forces involved in the vertical jump practiced in aquatic and terrestrial environment and the interdependence of the kinetic and kinematic variables of the same. For this purpose we used a sample consisting of ten subjects, all female, with an average age of 11.6 ± 1.35, practicing rhythmic gymnastics. The subjects performed a series of three consecutive counter movement jumps on force platform on the ground, repeating the same procedure in the water. To conduct the experiment was used the technique of kinemetry measuring the angle of the knees push-up and height of the jump and a platform for measuring the strength of the forces of ground vertical reaction. The results were analyzed by the Pearson's correlation, with a significance level of 5%. The results obtained showed that the jump in running time to reach the aquatic environment, average speed and time of flight were higher and the force of impact on lower limbs, compared with the results in the ground. This work should serve as basis for the development of training programs involving the jump in water and ground, as in activities of plyometric. New research should be carried out using a method of population practicing sports that has the vertical jump as a primary action for the good performance in implementing the same. / Mestre

Atualmente, está se tornando cada vez mais usual, na engenharia brasileira e internacional, aproveitamentos hidroelétricos com baixa queda e elevada vazão específica, resultando em um escoamento na entrada do dissipador de energia hidráulica com baixos números de Froude (Fr1). Os aproveitamentos da UHE Santo Antonio, da UHE Jirau e da AHE Belo Monte pertencem a essa classe e se encontram atualmente em fase de construção. Tendo em vista que, até recentemente, eram raros os casos de bacias de dissipação por ressalto hidráulico projetadas com baixo número de Froude, menor que 4,5, para esses casos, a literatura especializada não oferece estudos específicos sobre o comportamento da dissipação de energia nem das características da distribuição longitudinal de pressão. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo explorar a faixa em que o número de Froude, na entrada da bacia de dissipação, é inferior a 5. Além disso, também pretende complementar os gráficos disponíveis para auxiliar o dimensionamento de vertedouros de baixa queda, bem como verificar se as considerações já existentes para os casos em que o número de Froude é maior que 4,5 podem ou não ser adotadas para prever os valores de pressão junto ao fundo de bacias de dissipação. Como resultados finais desta pesquisa são apresentados os gráficos, nos quais foram inseridos os casos analisados para baixa queda e número de Froude anteriormente especificados. O estudo foi experimental, utilizando-se a técnica da modelação física. Foi utilizado o modelo de detalhe do vertedouro da UHE Santo Antonio na escala 1:50, obedecendo o critério de escala proposto por Froude. Os resultados deste trabalho se mostraram satisfatórios, tendo em vista que acrescentaram mais resultados experimentais a gráficos conhecidos e trouxeram novas tendências que possivelmente estão somente presentes em aproveitamentos de baixa queda e elevada vazão específica. / Currently, is becoming increasingly common in the Brazilian and international engineering hydroelectric developments with low head and high specific flow rate, resulting in a flow with low Froude number at the energy dissipator entrance. The hydroelectric power plants (HPP) of Santo Antonio, Jirau and Belo Monte belongs to this case and are currently under construction. Considering that until recently the cases of stilling basins designed for hydraulic jump with low Froude number (less than 4.5) have been rare, the specialized literature offer no specific studies on the energy dissipation behavior or on the characteristics of the longitudinal distribution pressure. This work aims to specifically explore the range in which the Froude number (Fr1) at the dissipation basin entrance is less than 5. Furthermore, it also intends to supplement the available graphs to assist the design of low-drop spillways and verify that the considerations made for Froude numbers greater than 4.5 can be adopted to predict pressure values on the bottom of the dissipation basin (stilling basin). The final results of this research are presented in graphs, in which were inserted the analyzed cases of low-head and low Froude number as specified above. The experimental study was made using the physical modeling technique. A 1:50 scale model of the spillway of HPP Santo Antonio was used according to the criterion proposed by Froude. The results were satisfactory, considering that they added more experimental results to the known graphs and brought new trends that are likely to be present at low head hydroelectric power plants and high specific flow.

This study is concerned with the usage of new methods for the training of long jump. The goal of this study is to suggest the methodics of training the long jump, which would be gradually included in the lessons for the attenders of the first year of the Study teaching for elementary school. This study is based on an assumption that by the usage of this programme, that I suggested, we will be seeing a significant improvement in the performance of the children of older pupilage. Most improvement will be seen in the jump using the hang technique, for which is this programme designed.

Introdução: A demanda funcional decorrente do treinamento desportivo determina adaptações estruturais e funcionais no sistema musculoesquelético. A Ginástica Rítmica (GR) e a Ginástica Artística (GA) são modalidades que apresentam diferentes exigências mecânicas. A GR é caracterizada por movimentos corporais aliados à manipulação de aparelhos portáteis, que exige grande capacidade de contração dos membros inferiores de maneira rápida, contínua e em extrema amplitude articular. Por outro lado, a GA enfatiza movimentos de curta duração, com elevações do centro de gravidade, rotações do corpo no ar e aterrissagens precisas no solo, que exigem grande produção de força e potência dos membros inferiores. Assim, ambas as modalidades necessitam gerar força nos membros inferiores, porém em diferentes intensidades. Essas distintas demandas mecânicas de cada modalidade determinam diferentes adaptações morfológicas e funcionais que podem influenciar no desempenho desportivo. Além disso, essa demanda mecânica tem impacto direto sobre o joelho, uma das mais importantes e requisitadas articulações no desempenho esportivo da ginástica. Entretanto, pouco se sabe sobre as adaptações estruturais e funcionais decorrentes do treinamento nessas diferentes modalidades da ginástica, assim como sobre a musculatura que atua na articulação do joelho e sua influência no desempenho. O primeiro objetivo desta dissertação foi avaliar e comparar a arquitetura muscular e as propriedades morfológicas do tendão patelar entre atletas de GR e GA, bem como verificar a influência dessas variáveis sobre a impulsão vertical. O segundo objetivo foi avaliar e comparar as propriedades neuromecânicas dos extensores do joelho entre atletas de GR e GA. Capítulo I: O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar as variáveis da arquitetura muscular: 1) comprimento de fascículo (CF); 2) ângulo de penação (AP); 3) espessura muscular (EM) do vasto lateral (VL) e as propriedades morfológicas do tendão patelar (TP): a) comprimento de tendão (CT); b) área de secção transversa do tendão (AST-TP) entre atletas de GR e GA, bem como verificar a influência dessas variáveis sobre o desempenho no salto vertical. Participaram do estudo oito atletas de GR e 10 atletas de GA, todas competidoras em nível nacional. A avaliação da impulsão vertical foi realizada por meio do teste counter-movement jump (CMJ) em uma plataforma de força. A imagem da arquitetura muscular do VL do membro dominante foi obtida por meio de um aparelho de ultrassonografia, assim como o CT e AST-TP. O comprimento de fascículo foi normalizado pelo comprimento da coxa. Para a impulsão vertical, atletas de GA apresentaram maiores alturas de salto comparadas às atletas de GR (p<0,01). Em relação à arquitetura muscular, atletas de GR apresentaram maior CF (absoluto e normalizado) e EM do VL (p<0,01), enquanto as atletas de GA apresentaram maior AP (p<0,01). O CT foi maior no grupo GR (p<0,01), enquanto a AST-TP foi maior no grupo GA (p<0,01). Por meio de regressões lineares foi possível observar que o CF demonstrou uma correlação negativa e uma influência de 34% sobre a altura do CMJ, enquanto a AST-TP demonstrou uma correlação positiva e uma influência de 53% sobre a altura do salto. AP, EM e CT não apresentaram influência significativa. Atletas de GR e de GA apresentam adaptações distintas na arquitetura do VL e na morfologia do TP, sendo que menores CF e maior AST-TP parece influenciar positivamente no desempenho do salto. Capítulo II: O objetivo do presente estudo foi avaliar e comparar os seguintes parâmetros neuromecânicos: torque isométrico máximo, taxa de produção de força (TPF), integral do sinal eletromiográfico (iEMG), torque isocinético máximo, trabalho (W) e potência (P) entre atletas de GR e GA. Participaram do estudo oito atletas de GR e 10 atletas de GA, todas competidoras em nível nacional. A avaliação dos torques foi realizada em um dinamômetro isocinético. Primeiramente, foi realizado um protocolo composto por três contrações isométricas máximas (CVMi) de extensão no ângulo de 70 de flexão do joelho, em que foram coletados os dados de pico de torque isométrico, TPF nos tempos de 15, 30, 50, 100, 150, 200, 250, 300ms e iEMG dos músculos bíceps femoral (BF), vasto lateral (VL), reto femoral (RF) e vasto medial (VM) nos tempos de 25 a 300 ms, em intervalos de 25ms. Após um intervalo de cinco minutos, foi realizado o segundo protocolo composto por cinco contrações concêntricas de extensão do joelho, nas velocidades de 60/s, 120/s e 180/s, em que foram obtidos os dados de pico de torque isocinético, W e P. Os valores de torque, W e P foram normalizados pela massa corporal total e a iEMG normalizada pelo valor da integral no pico de torque para cada músculo (niEMG). Em relação ao protocolo isométrico, ginastas artísticas apresentaram maior pico de torque (p<0,01) e TPF em todos os tempos avaliados (p<0,05). Para a niEMG, atletas de GA apresentaram maiores valores do BF a partir de 200ms, do VL a partir de 50ms e do RF em todos os tempos avaliados (p<0,05). A niEMG VM não apresentou diferenças entre os grupos (p>0,05). Já em relação ao protocolo isocinético, atletas de GA apresentaram maiores valores de pico de torque (p<0,01), W e P (p<0,05) em todas as velocidades testadas. Ginastas rítmicas e artísticas apresentam distintas características neuromusculares dos extensores do joelho que estão relacionadas às demandas mecânicas específicas de cada esporte. / Introduction: Functional demands from sports training determine functional and structural adaptations to the musculoskeletal system that affect performance. Training of rhythmic gymnastics (RG) and artistic gymnastic (AG) impose different mechanical demand to athletes. RG involves manipulation of apparatus and movements with large ranges of motion continuously performed by rapid movements of the lower limbs. On the other hand, AG involves explosive movements with larger focus on moving the body centre of mass during rotations, jumps and landing, leading to extreme force and power production by lower limb muscles. Therefore, both disciplines elicit force production in different patterns either, slow and continuous (for RG), or in short duration (for AG). These differences result in unlike mechanical demands applied to the skeletal muscles and potentially lead to particular morphological adaptation that could affect sports performance. Likewise, mechanical demand from gymnastics directly affects knee joint related structures, which is one of the key joints for performance in gymnastics. However, little is known on the adaptation of knee muscles from gymnastics training and potential effects in performance. The aim of this dissertation was to assess and compare muscle architecture and morphological properties of patellar tendon in RG and AG athletes along with influence from these variables in vertical jump. A second aim was to assess and compare neuromechanical properties of knee joint extensors in RG and AG athletes. Chapter I: The aims of this chapter were to 1) assess and compare vastus lateralis muscle architecture (i.e. fascicle length, pennation angle, and muscle thickness) and morphological properties of the patellar tendon (i.e. tendon length, tendon cross-section area) between RG and AG athletes, and 2) to assess the effects of muscle architecture and tendon morphology in vertical jump. Eight RG and ten AG athletes with national raking level have taken part of this study. Counter movement jump was assessed using a force plate. Ultrasound images were taken from the vastus lateralis from the dominant limb, as well as tendon length and tendon cross-section area. The fascicle length was expressed as relative values to the thigh length. Greater vertical jump height was observed for AG than RG (p<0,01).For muscle architecture, RG athletes presented longer fascicle length (absolute and relative) and muscle thickness for vastus lateralis (p<0,01), while AG athletes showed greater pennation angle (p<0,01). Tendon length was longer for RG athletes (p<0,01) whilst tendon cross-section area was larger for AG athletes (p<0,01). Linear regressions indicated an inverse relationship between fascicle length and jump height (R2 = 34%) and tendon cross-section area was directly related to jump height (R2 = 53%). Differently, pennation angle, muscle thickness and tendon length did not show any association to vertical jump height. RG and AG showed different adaptation from training for vastus lateralis and patellar tendon. Shorter fascicle lengths and larger patellar tendon cross-section areas may dictate jump height performance. Chapter II: The aim of this study was to assess maximal isometric knee extensor torque, rate of force development, integral of electromyography signals (iEMG), maximal isokinetic knee extensor torque, total work (W) and power output (P) in RG and AG athletes. Eight RG and ten AG athletes with national raking level have taken part of this study. Knee joint torque was assessed using an isokinetic dynamometer. Three maximal voluntary isometric contractions of knee extensors were performed at 70° of knee flexion in order to compute peak torque, rate of force development (at 15, 30, 50, 100, 150, 200, 250 and 300 ms from early force development) and iEMG from biceps femoris, vastus lateralis, rectus femoris and vastus medialis at 25 and 300 ms. After five minutes of rest, five maximal knee extension concentric contractions were performed in isokinetic mode at 60°/s, 120°/s and 180 °/s for peak torque, mechanical work and power output records. Torque, W and P were normalized to body mass and iEMG were normalized to peak torque integral (niEMG). For the isometric testing, AG presented greater peak torque (p<0,01) and increased rate for force development (p<0,05) then RG athletes. For niEMG, AG athletes showed increased activation for biceps femoris after 200 ms (p<0,05), for vastus lateralis after 50 ms (p<0,05) and for rectus femoris (p<0,05) during all duration of tests then RG athletes. No differences were observed for vastus medialis between AG and RG athletes (p>0,05). For isokinetic testing, AG athletes showed larger peak torque (p<0,01), increased W (p<0,05) and greater P (p<0,05) then RG athletes. RG and AG athletes showed different neuromechanical characteristics for their knee extensors that are potentially associated to mechanical demands observed in their training programs.

Nesta dissertação estão apresentados os principais conceitos teóricos envolvidos na ação dos jatos formados em dissipadores tipo salto esqui sobre fossa de erosão pré-escavada, desde o trajeto do jato em sua fase aérea e em sua fase submersa, dando especial ênfase às pressões hidrodinâmicas e sua caraterização junto ao fundo da bacia. Para estudar experimentalmente a ação dos jatos nas bacias de dissipação, utilizou-se de um modelo físico de escala 1:100 construído no Laboratório de Obras Hidráulicas do IPH/UFRGS com ensaios de diferentes vazões e diferentes profundidades de fossas pré-escavadas. Os dados foram extraídos dos ensaios no modelo físico através de vasta instrumentação, utilizando-se comportas, pontas linimétricas, piezômetros, sensores de pressão, imagens e outros equipamentos. Foi realizada uma análise criteriosa dos dados gerados no modelo físico a partir das imagens do jato na sua trajetória aérea e no escoamento do jato em sua fase submersa, comparando os dados do modelo aos resultados obtidos por métodos tradicionais de cálculo. Também foram analisados os dados de pressão gerados durante os ensaios, sendo apresentados os resultados relativos às pressões médias e às pressões dinâmicas. As pressões dinâmicas observadas no modelo físico foram comparadas com as calculadas por meio de metodologia teórica abordada na bibliografia com a finalidade de avaliar a qualidade dessa metodologia para aplicação em projetos de engenharia, onde se observou grandes diferenças de magnitude da pressão quando em colchões rasos, e diferenças de distribuição de pressão ao longo do fundo da bacia de dissipação, principalmente quando em colchões profundos. No sentido de ajustar a metodologia aplicada, foi proposta a variação de parâmetros que regulam a forma do bulbo de pressões e a aplicação de um coeficiente de amortecimento de pressões, sendo que assim foi possível melhorar significativamente a distribuição e a magnitude das pressões calculadas devido à ação dos jatos no fundo da bacia de dissipação. Os resultados se mostram satisfatórios até determinada distância após o pico de pressão provocado pelo jato, sendo que após este ponto os efeitos de ressalto hidráulico prevalecem e devem ser pesquisados em estudos futuros. / In this dissertation are presented the main theorical concepts involved in the action of the jets formed in ski jump spillways on stilling basins type pre-excavated scour hole, from the path of the jet in its air stage and in his submerged phase, with particular emphasis on hydrodynamic pressures and its characterization by the bottom of the basin. To experimentally study the action of the jets in stilling basins, was used a physical model in scale 1:100 built in Hydraulic Works Laboratory of IPH/UFRGS with experiments of different flow rates and different depths of pre-excavated scour hole. The data were extracted from experiments on the physical model through extensive instrumentation, using gates, piezometers, pressure sensors, images and other equipment. A careful analysis of the data generated in the physical model from the jet images in your path through the air was performed and the flow of the jet in its submerged phase, comparing the model data to the results obtained by traditional methods of calculation. The pressure data generated during the tests and presented the results for the mean pressures and dynamic pressures were also analyzed. Dynamic pressures observed in the physical model were compared with those calculated by means of theoretical methods for the purpose of evaluating the quality of this methodology for use in engineering projects, where we observed large differences in magnitude of pressure when in shallow water beds, and diferences in pressure distribution over the stilling basin bottom, especially when in deep water beds. In order to adjust the applied methodology, it was proposed to change parameters governing the shape of the pressure bulb and the application of a pressure damping coefficient, and thus was possible to significantly improved the distribution and magnitude of the calculated pressures due to action of the jets in the stilling basin bottom. The results have been satisfactory up to a certain distance after the peak pressure caused by the jet, and after this point the hydraulic jump effects prevail and should be investigated in future studies.

O dimensionamento seguro e econômico de dissipadores de energia por ressalto hidráulico formado a jusante de vertedouros passa pela compreensão de como se processa a dinâmica do escoamento. Para que isso seja possível é necessário que sejam identificadas as características macroturbulentas do escoamento, tanto no que diz respeito aos valores médios quanto às parcelas flutuantes e extremas dos esforços de pressões atuantes junto ao fundo. Este trabalho, então, propõe a análise dos esforços hidrodinâmicos atuantes na estrutura hidráulica a partir de uma nova abordagem que preconiza que os esforços atuantes junto ao fundo devem ser avaliados como um somatório dos efeitos hidrodinâmicos ocasionados pelas distintas condições do escoamento. Dessa forma, foram avaliados individualmente os efeitos: (i) da curva de concordância vertical entre o perfil vertente e a bacia de dissipação e a sua influência sobre esta, (ii) do escoamento em regime rápido sobre um plano horizontal, (iii) da macroturbulência presente no ressalto hidráulico livre (tipo A) e (iv) do afogamento do ressalto hidráulico. Essa avaliação individualizada proporciona, em última instância, a identificação global dos esforços atuantes junto à estrutura hidráulica, conferindo sensibilidade a esta análise global a partir da identificação da influência de cada um dos efeitos atuantes e das respectivas consequências sobre a bacia de dissipação. O trabalho apresenta, assim, um método analítico de previsão de pressões médias, flutuantes e extremas atuantes ao longo de uma bacia de dissipação por ressalto hidráulico, quer este seja formado integralmente na bacia de dissipação, quer este seja formado parcialmente sobre o perfil vertente, condição predominante na operação de sistemas estruturais de dissipação de energia hidráulica. / To safely and economically design hydraulic jump energy dissipators downstream spillways the comprehension of the flow dynamics is needed. To achieve this it is needed to identify the macroturbulent characteristics of the flow, both the mean pressure values as well as the fluctuating and extreme pressures acting on the floor of the stilling basin. The present work proposes to analyze the hydrodynamic forces acting on the structures by means of a new approach which states that the pressures acting on the basin floor can be evaluates as the sum of hydrodynamic effects caused by the distinct flow conditions. The following effects were individually evaluated (i) transition from the spillway slope to the flat basin slope. (ii) supercrítical flow over a flat slope, (iii) macroturbulence present in a classic hydraulic jump (type A jump) and (iv) jump submergence. This individualized evaluation aims to identify the global forces acting on the spillway structure conferring sensitivity to the global analysis from the identification of each of the acting effects and its consequences. The present work relates an analytical method for predicting of mean, fluctuating and extreme pressures acting on a hydraulic jump stilling basin, be it formed integrally on the structure or partially over the spillway, usual condition in the basin operation.

Neste trabalho estudamos as equações de Riccati para a filtragem de sistemas lineares com saltos Markovianos a tempo discreto. Obtemos uma condição geral para estabilidade do filtro ótimo obtido pela equação algébrica de filtragem, e que também é válida para que não haja multiplicidade de soluções. Revisitamos também a questão da existência, chegando a uma condição em termos da sequência de ganhos de um observador de Luenberger. Estes resultados usaram cadeias de Markov em escala reversa de tempo, inspirando a explorar a dualidade entre filtragem e controle em sistemas com reversão na cadeia, chegando a uma relação simples de dualidade. / In this work, we studied Riccati equations for filtering Markovian jump linear systems in discrete time. We found a general condition for the stability of the optimal filter obtained via the coupled algebraic Riccati equation, and it is also valid for uniqueness of solutions. We revisit the topic of existence of solutions of the Riccati and obtain a condition in terms of the sequence of gains of a Luenberger observer. These results used Markov chains in reverse time scale, inspiring us to explore the duality between filtering and control in systems with chain reversion, arriving at a simple relation of duality.

O dimensionamento seguro e econômico de dissipadores de energia por ressalto hidráulico formado a jusante de vertedouros passa pela compreensão de como se processa a dinâmica do escoamento. Para que isso seja possível é necessário que sejam identificadas as características macroturbulentas do escoamento, tanto no que diz respeito aos valores médios quanto às parcelas flutuantes e extremas dos esforços de pressões atuantes junto ao fundo. Este trabalho, então, propõe a análise dos esforços hidrodinâmicos atuantes na estrutura hidráulica a partir de uma nova abordagem que preconiza que os esforços atuantes junto ao fundo devem ser avaliados como um somatório dos efeitos hidrodinâmicos ocasionados pelas distintas condições do escoamento. Dessa forma, foram avaliados individualmente os efeitos: (i) da curva de concordância vertical entre o perfil vertente e a bacia de dissipação e a sua influência sobre esta, (ii) do escoamento em regime rápido sobre um plano horizontal, (iii) da macroturbulência presente no ressalto hidráulico livre (tipo A) e (iv) do afogamento do ressalto hidráulico. Essa avaliação individualizada proporciona, em última instância, a identificação global dos esforços atuantes junto à estrutura hidráulica, conferindo sensibilidade a esta análise global a partir da identificação da influência de cada um dos efeitos atuantes e das respectivas consequências sobre a bacia de dissipação. O trabalho apresenta, assim, um método analítico de previsão de pressões médias, flutuantes e extremas atuantes ao longo de uma bacia de dissipação por ressalto hidráulico, quer este seja formado integralmente na bacia de dissipação, quer este seja formado parcialmente sobre o perfil vertente, condição predominante na operação de sistemas estruturais de dissipação de energia hidráulica. / To safely and economically design hydraulic jump energy dissipators downstream spillways the comprehension of the flow dynamics is needed. To achieve this it is needed to identify the macroturbulent characteristics of the flow, both the mean pressure values as well as the fluctuating and extreme pressures acting on the floor of the stilling basin. The present work proposes to analyze the hydrodynamic forces acting on the structures by means of a new approach which states that the pressures acting on the basin floor can be evaluates as the sum of hydrodynamic effects caused by the distinct flow conditions. The following effects were individually evaluated (i) transition from the spillway slope to the flat basin slope. (ii) supercrítical flow over a flat slope, (iii) macroturbulence present in a classic hydraulic jump (type A jump) and (iv) jump submergence. This individualized evaluation aims to identify the global forces acting on the spillway structure conferring sensitivity to the global analysis from the identification of each of the acting effects and its consequences. The present work relates an analytical method for predicting of mean, fluctuating and extreme pressures acting on a hydraulic jump stilling basin, be it formed integrally on the structure or partially over the spillway, usual condition in the basin operation.

Atualmente, está se tornando cada vez mais usual, na engenharia brasileira e internacional, aproveitamentos hidroelétricos com baixa queda e elevada vazão específica, resultando em um escoamento na entrada do dissipador de energia hidráulica com baixos números de Froude (Fr1). Os aproveitamentos da UHE Santo Antonio, da UHE Jirau e da AHE Belo Monte pertencem a essa classe e se encontram atualmente em fase de construção. Tendo em vista que, até recentemente, eram raros os casos de bacias de dissipação por ressalto hidráulico projetadas com baixo número de Froude, menor que 4,5, para esses casos, a literatura especializada não oferece estudos específicos sobre o comportamento da dissipação de energia nem das características da distribuição longitudinal de pressão. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo explorar a faixa em que o número de Froude, na entrada da bacia de dissipação, é inferior a 5. Além disso, também pretende complementar os gráficos disponíveis para auxiliar o dimensionamento de vertedouros de baixa queda, bem como verificar se as considerações já existentes para os casos em que o número de Froude é maior que 4,5 podem ou não ser adotadas para prever os valores de pressão junto ao fundo de bacias de dissipação. Como resultados finais desta pesquisa são apresentados os gráficos, nos quais foram inseridos os casos analisados para baixa queda e número de Froude anteriormente especificados. O estudo foi experimental, utilizando-se a técnica da modelação física. Foi utilizado o modelo de detalhe do vertedouro da UHE Santo Antonio na escala 1:50, obedecendo o critério de escala proposto por Froude. Os resultados deste trabalho se mostraram satisfatórios, tendo em vista que acrescentaram mais resultados experimentais a gráficos conhecidos e trouxeram novas tendências que possivelmente estão somente presentes em aproveitamentos de baixa queda e elevada vazão específica. / Currently, is becoming increasingly common in the Brazilian and international engineering hydroelectric developments with low head and high specific flow rate, resulting in a flow with low Froude number at the energy dissipator entrance. The hydroelectric power plants (HPP) of Santo Antonio, Jirau and Belo Monte belongs to this case and are currently under construction. Considering that until recently the cases of stilling basins designed for hydraulic jump with low Froude number (less than 4.5) have been rare, the specialized literature offer no specific studies on the energy dissipation behavior or on the characteristics of the longitudinal distribution pressure. This work aims to specifically explore the range in which the Froude number (Fr1) at the dissipation basin entrance is less than 5. Furthermore, it also intends to supplement the available graphs to assist the design of low-drop spillways and verify that the considerations made for Froude numbers greater than 4.5 can be adopted to predict pressure values on the bottom of the dissipation basin (stilling basin). The final results of this research are presented in graphs, in which were inserted the analyzed cases of low-head and low Froude number as specified above. The experimental study was made using the physical modeling technique. A 1:50 scale model of the spillway of HPP Santo Antonio was used according to the criterion proposed by Froude. The results were satisfactory, considering that they added more experimental results to the known graphs and brought new trends that are likely to be present at low head hydroelectric power plants and high specific flow.

As lesões decorrentes da prática da ginástica desde o início dos anos 70 tem aumentado a atenção dos pesquisadores. Tem sido documentado por diversos autores que 43 % dos praticantes e 76 % dos instrutores de aeróbica de alto impacto sofrem lesão, sendo que o impacto da aterrissagem é um dos momentos de maior risco nos membros inferiores em muitas destas modalidades terrestres. Diante disso, percebe-se a necessidade de estudos específicos que analisem adequadamente o comportamento do impacto durante aulas de ginástica inclusive na modalidade de ginástica JUMP FIT®. Objetivo deste estudo foi classificar os exercícios do JUMP FIT® a partir de parâmetros relativos ao impacto. Participaram sessenta professores de ambos os sexos, com mínimo de 6 meses de experiência na modalidade JUMP FIT®. Para a aquisição dos dados da força de reação do solo o minitrampolim foi instrumentado com 6 células de carga marca HBM, modelo PW 10 D1. O presente estudo mostrou que existe simetria na FRS entre os lados direito e esquerdo, com maiores valores para o lado esquerdo, apenas nos exercícios femoral simples e elevação de joelhos. Os mecanismos que levam a estas assimetrias ou mesmo suas conseqüências sobre o sistema músculoesquelético permanecem desconhecidas. Apartir dos resultados obtidos, sugere-se uma classificação associada ao pico de força e outra associada à taxa de aplicação de força. / The injuries due to the practice of the gymnastics since the beginning of 70´s have increased the attention of researchers. It has been documented for diverse authors that 43% of who practices and 76% of the aerobics’ instructors of high impact suffer injury, and the impact of the landing is one of the moments of major risk in the lower limbs in many of these terrestrial modalities. Because of this, it is perceived the necessity of specific studies that adequately analyze the behavior of the impact during lessons of gymnastics also in the modality of gymnastics JUMP FIT®. The aim of this study was to classify the exercises of JUMP FIT® from parameters related to the impact. Participated of this study sixty professors of both sex, with minimum of 6 months of experience in modality JUMP FIT®. For the acquisition of the data of the reaction force of the ground the mini springboard was instrumented with 6 mark’s cells HBM, model PW10 D1. The present study showed that exist symmetry in the FRS between the left and the right sides, with bigger values for the left side, only in the exercises simple femoral and elevation of knees. The mechanisms that take to these asymmetrical or even the consequences on the system skeletal-muscle remain unknown. From the obtained results we suggest a classification related to force peak and another to force load rate.