Força, Vetores e Leis do Movimento

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FUNDAMENTOS DE MECÂNICA APLICADOS À FISIOTERAPIA
Força, Vetores e Leis do Movimento.
		“Uma compreensão de onde e como as forças atuam fornece a base para modificar ou alterar terapeuticamente as forças para reduzir a dor, restaurar o movimento e aumentar a função”. 
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Conceitos base: vetor
Magnitude é a quantidade de força aplicada (módulo), representada pelo comprimento da seta;
Direção é a linha de ação, representada pela haste da seta.
Ângulo de aplicação
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Conceitos base: vetor
Sentido é a orientação da força representada pela ponta da seta; 
	Força de tração 		Força de compressão 
(afastamento das vértebras)	 (aproximação dos dentes)
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Forças de cisalhamento
São forças aplicadas na direção perpendicular ao eixo longitudinal do corpo.
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Leis do Movimento
1ª LEI DE NEWTON 
		Um corpo manterá seu estado de repouso ou de MRU, a não ser quando influenciado por uma força externa capaz de modificá-lo. 
	Ex1: Lei da Inércia		Ex2: Velocidade limite
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Exercício de queda com arrasto :em que situação a força resultante é zero?
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Leis do Movimento
2ª LEI DE NEWTON (Lei da Aceleração)
		Uma força aplicada a um corpo acarreta aceleração desse corpo de magnitude proporcional à força, na direção da força e inversamente proporcional à massa do corpo. 
			F=ma
	FORÇA: é aquilo que pode alterar o estado de repouso ou de movimento de um corpo ou de deformá-lo. Pode fazer com que haja aceleração, positiva ou negativa.
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Conceitos base: massa e peso
	RESPONDA, QUERIDO ALUNO(A)!
		Um indivíduo foi a uma farmácia e subiu em uma balança clínica. Chegando a sua casa comentou com a esposa: “sua comida está me engordando, pois meu peso está 120 kg. Com base no texto acima, assinale a alternativa correta:
a) Peso e massa correspondem a mesma grandeza física denominada força. 
b) O indivíduo expressou-se corretamente ao afirmar que seu peso era 120 kg.
c) O indivíduo se equivocou, pois deveria ter utilizado a unidade quilograma-força (kgf) e não o quilograma (kg).
d) A unidade correta para expressar seu peso seria o quilo.
e) O indivíduo expressou-se corretamente, pois tanto quanto o quilograma (kg) quanto o newton (N) podem ser utilizados como unidades de força (peso).
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Conceitos base: massa e força
MASSA: medida da quantidade de matéria que constitui um objeto, geralmente expressa em quilogramas (kg). 
É uma grandeza escalar, logo possui apenas magnitude (valor numérico).
Ex: Paciente faz flexão de cotovelo com um haltere de 10 kg.
FORÇA é uma grandeza física vetorial, logo possui... é com você, querido aluno(a). É geralmente expressa em newtons (N) ou quilogramas-força (kgf).
Ex: Um haltere de 10 kg apoiado sobre o tórax de um paciente exerce uma força de 10 kgf (ou de 98 N) sobre a caixa torácica . 
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Exercício
		Um paciente está submetido a duas forças em duas situações diferentes. Na ilustração da esquerda a bota possui uma massa de 5 kg e a perna somada ao pé, 3 kg. Na ilustração da direita,a cabeça possui uma massa de 4 kg. Com base nestas informações, solicita-se:
Represente os vetores de forças atuantes.
Que tipo de força (tração, compressão ou cisalhamento) as articulações do joelho e do pescoço estão submetidas?
Calcule as forças resultantes sobre os ligamentos do joelho e do pescoço.
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Leis do Movimento
3ª LEI DE NEWTON (Lei da Reação) 
		Quando um corpo exerce força sobre outro, este segundo corpo exerce uma força de reação que é igual em magnitude, direção e sentidos opostos sobre o primeiro corpo. Exs:		
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Tipos de Forças (exemplos)
FORÇAS DE NÃO-CONTATO (Forças de Campo):
Gravitacional;
Elétrica;
Magnética;
Nucleares.
FORÇAS DE CONTATO:
Força normal; 
Força de reação do solo (N-normal);
Força de reação articular;
Forças resistivas. Ex: força de atrito ou de fricção ( F= μ .N);
Força de compressão, tração e cisalhamento;
Força elástica;
Força muscular;
Etc.				
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Forças normal, de atrito e de 
reação do solo
Plataforma de força
Força vertical de reação do solo (N) por tempo absoluto (s) de ambos os pés durante uma passada por uma plataforma de força
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Exercício
	RESPONDA, QUERIDO ALUNO(A)!
		Com a mão espalmada, Ana empurra uma caixa de madeira contra uma parede vertical, como mostra a figura a seguir, de modo a deixar a caixa em repouso em relação à parede. A força realizada por Ana sobre a caixa é perpendicular à parede.
						Analisando-se as condições de equilíbrio 					da caixa, pode-se afirmar que a força 					normal exercida pela parede sobre a 					caixa:
a) anula a força exercida por Ana, enquanto o peso da caixa é anulado pelas forças de atrito.
b) anula o peso da caixa, enquanto a força exercida por Ana é anulada pelas forças de atrito.
c) anula as forças de atrito, enquanto o peso da caixa é anulado pela força exercida por Ana.
d) anula o peso da caixa, enquanto a força exercida por Ana é anulada pela força que a caixa exerce sobre Ana.
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Exercício
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Um jogador de futebol, que conduzia uma bola sobre um gramado, para o movimento e muda de sentido ao realizar um drible, aplicando forças no solo com o membro inferior esquerdo. A respeito das forças atuantes, durante a mudança de sentido, e as demais leis do movimento, assinale a alternativa incorreta:
Quanto maior a massa do jogador, maior será a sua inércia e, consequentemente, maior será a força de reação do solo necessária para a mudança de sentido.
A força de reação do solo tem como componentes a força normal e a força de atrito.
A velocidade do jogador, em relação ao solo, no momento da mudança de sentido do movimento, é zero.
Após um passe, a bola que rola sobre a grama não está submetida a nenhuma força resultante.
Pela inércia, a tíbia e a fíbula tendem a continuar o movimento enquanto os ossos do pé permanecem “parados” pela força de atrito da grama, havendo, portanto, forças de direções opostas (cisalhamento) na superfície articular do tornozelo.
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Força Elástica
Fel = k. Δs
Lei de Hook: A intensidade da força elástica (Fel) é proporcional à deformação (Δs ou x)"	do corpo (elástico, mola, fibras elásticas etc).
k: constante elástica da mola (N/m), que depende principalmente da natureza do material e de suas dimensões.
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Curva Tensão-Deformação
Deformação % (mm)
Tensão (N/mm2)
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Exercício
	RESPONDA, QUERIDO ALUNO(A)!
	Uma faixa elástica é estirada para fortalecer 
uma musculatura de um paciente em reabilita_
ção. O gráfico ao lado indica a relação entre a 
força de tração (F) exercida pelo paciente, 
em newtons, e a deformação da faixa (x),em
centímetros. Com base nessas informações 
analise (C ou E) as afirmações abaixo:
a) Quando a força aplicada é de 120 N, a deformação será de 4 cm.
b) A constante elástica da faixa elástica é de 30 N/cm.
c) Quando a força for de 240 N, a deformação elástica será de 9 cm.
d) O gráfico mostra apenas a fase de deformação elástica, que é linear.
e) Força e deformação elástica são inversamente proporcionais, portanto, pela 3ª Lei de Newton, o elástico reage na direção contrária à direção da força aplicada.
f) Se o paciente quiser aumentar a sua carga de exercício, ele pode começar o movimento com a faixa mais esticada ou utilizar outra faixa com constante elástica maior.
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