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1 Torque � Produto da magnitude de uma força e a distância perpendicular a partir da linha de ação da força até o eixo de rotação. O torque representa a efetividade de uma força em gerar rotação. � Efeito rotatório criado por uma força ao redor de um eixo de rotação, mensurado como o produto da força pela distância perpendicular entre a linha de ação da força e o eixo. T= F * r Onde: T é o torque, F é a força aplicada em N, e r é a distância perpendicular, em m, da linha de ação da força até o fulcro. No corpo humano, o braço de momento de um músculo em relação ao centro da articulação é a distância perpendicular entre a linha de ação do músculo e o centro da articulação (VARIÁVEL durante o movimento!). Durante a realização do movimento há mudança no braço do momento dos músculos que cruzam a articulação. Estas modificações no braço de momento afetam diretamente o torque articular gerado. Para que seja mantido um torque articular constante durante a realização de um exercício, o músculo deve Efeito da aplicação de F em diferentes braços de momento de força. 2 produzir mais força à medida que o braço do momento diminui (princípio do fortalecimento isocinético). O torque resulta da ação de uma força excêntrica ou literalmente fora do eixo. Uma força aplicada diretamente no eixo gera um torque zero, pois terá braço de momento zero. Neste caso, apenas um movimento de translação puro irá ocorrer. A força excêntrica aplicada gera rotação primariamente, mas também translação. A aplicação de F1 e F2 em (A) gera apenas translação da cadeira, se apenas uma força F (B) for aplicada, a cadeira fará rotação e translação. O torque é uma grandeza vetorial, tendo por as três características fundamentais: magnitude, direção e sentido. A magnitude representa o valor do produto pelo braço do momento. O sentido anti-horário é considerado positivo (+) e o sentido horário como negativo (-). Aplicação do torque em atividades cotidianas, na avaliação para reabilitação. Torques articulares resultantes O torque produz os movimentos humanos. A contração de um músculo que cruza determinada articulação desenvolve tensão, 3 produz uma força que exerce tração sobre o osso no qual se insere, criando um torque nesta articulação. Grande parte dos movimentos do corpo humano envolve a elaboração simultânea da ação de agonistas e antagonistas. A tensão dos antagonistas controla a velocidade do movimento e aprimora a estabilidade da articulação. Como o desenvolvimento de tensão dos antagonistas gera torque na direção oposta àquela produzida pelos agonistas, o movimento resultante na articulação representa uma força de torque efetivo. � Torque concêntrico: Torque efetivo e o movimento ocorrem na mesma direção. � Torque excêntrico: Torque na direção oposta ao movimento articular. Fatores que influenciam o torque: 1) Resistência: Quanto maior a resistência, maior a necessidade de força muscular; 2) Velocidade do movimento: Quando os outros fatores são mantidos constantes, uma maior velocidade de movimento está associada com maiores torques articulares resultantes durante o treinamento com peso. Implicação importante: Há maior tensão, com aumento da velocidade, e maior probabilidade de lesão. Alavancas O resultado de um torque é produzir rotação ou pivotear sobre um eixo. Quando são consideradas as rotações sobre um ponto fixo, pode se falar em alavancas. Uma alavanca é uma haste rígida que é rodada sobre um ponto fixo ou eixo chamado fulcro. Existem dois momentos ou braços de alavanca designados como braço de força e braço de resistência. 1) Braço de Força: distância perpendicular a partir da linha de ação da força de esforço até o fulcro. 4 2) Braço de Resistência: distância perpendicular a partir da linha de ação da força de resistência até o fulcro. No corpo humano, o osso atua como uma haste rígida, a articulação como eixo e os músculos aplicam força. Tipos de Alavancas: � Alavanca de Primeira Classe (inter-apoio): a força aplicada e a resistência estão situados em lados opostos do eixo. * Ação de agonistas e antagonistas no corpo humano. � Alavanca de Segunda Classe (inter-resistente): a força aplicada e a resistência ficam do mesmo lado do eixo, sendo que a Resistência fica mais próxima. * Ação muscular excêntrica, devido à gravidade (PESO). � Alavanca de Terceira Classe (inter-potente): a força e a resistência ficam do mesmo lado do eixo, porém a força fica mais próxima. *Ação muscular concêntrica, devido à gravidade (PESO). Alavanca Anatômica 5 * Maior parte dos sistemas de alavanca do músculo-osso para ações concêntricas movendo uma resistência. Vantagem Mecânica: Forma de avaliar a efetividade mecânica de uma alavanca. É definida como a relação entre o braço de esforço e o braço de resistência. VM=Braço de esforço/Braço de resistência VM > 1, braço de esforço é maior que o braço de resistência. Neste caso, o torque criado pela força de esforço é ampliado pelo braço de esforço maior. Ou seja, neste caso considera-se que a alavanca amplia a força de esforço. VM < 1, braço de esforço menor que o braço de resistência. Neste caso, uma força de esforço muito maior é necessária para vencer a força de resistência. A força de esforço age sobre uma distância pequena, contudo, o resultado de que a força de resistência é movida sobre uma distância muito maior na mesma quantidade de tempo (ver figura). Resumidamente: � Quando braço de força é mais longo que o braço de resistência, a relação VM é um número maior que a unidade, e a magnitude da força para deslocar a resistência é menor que a magnitude da resistência. “Vantagem para deslocar carga pesada” � Quando a relação VM menor que um, deve aplicar maior força que a resistência para produzir movimento da alavanca. Há menor efetividade, pois acarreta em maior força. Entretanto, um pequeno movimento da alavanca no ponto de aplicação da força, desloca a resistência através de uma grande amplitude. 6 Exercícios: 1) Se uma força de 100N é aplicada a uma distância de 0,3m do eixo de rotação, qual o torque resultante? 2) Se uma força de 200N agindo a 0,34m do eixo de rotação está equilibrada sobre uma outra força de 185N, qual é o braço do momento desta segunda força? 3) Qual a função de uma alavanca com vantagem mecânica <1 e >1? Exemplificar: 4) Por que a orientação de uma força que atua em um corpo altera a quantidade de torque que ela gera no eixo de rotação dentro do corpo? 5) Duas pessoas empurram em lados opostos de uma porta de vaivém. Se A exerce uma força de 40N a uma distância perpendicular de 20cm e B exerce uma força de 30N a uma distância perpendicular de 25 cm, qual será o torque resultante e em que direção a porta irá oscilar? 6) A que classe de alavanca pertencem um taco de golfe, uma porta de vaivém e uma vassoura? Justificar com esquemas sua resposta: 7) A VM de uma alavanca de primeira classe é =, < ou > que 1?Explique: 7 FONTE Bibliografia: 1. Bases Biomecânicas do Movimento Humano, Joseph Hamill 2. Biomecânica Básica, Susan Hall 3.Biomecânica do Esporte e Exercícios, McGinnis 4. Biomecânica Básica do Sistema Musculoesquelético,Nordin & Frankel. 5. Articulações: Estrutura e Função. Norkin & Levangie
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