Sistemas de Alavancas

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SISTEMAS DE 
ALAVANCAS
Dai - me um ponto de apoio e 
levantarei a terra", dizia Arquimedes 
para ilustrar o princípio da alavanca.
CONSTITUINTES DE UM 
SISTEMA DE ALAVANCA
� Alavanca é uma barra rígida que gira em torno de um
ponto fixo (fulcro ou articulação) quando uma força é
aplicada para vencer a resistência.
� Eixo é o ponto ao redor do qual ocorre o movimento –
fulcro. (LOCALIZAÇÃO???)
� Força Potente – atua a favor do sentido do movimento.
Ex: Contração muscular.
� Força Resistente – atua contra o sentido do movimento.
Ex: Gravidade, resistência Externa (mecânica e/ou
manual), forças internas (músculos).
� EM TODA CONTRAÇÃO EXCÊNTRICA, TEREMOS A
PRESENÇA DAALAVANCA DE 2ª CLASSE
ALAVANCA INTERFIXA
� Característica de equilíbrio
� POTÊNCIA FULCRO RESISTÊNCIA
� Ex: uma gangorra,
� Músculos posturais, cabeça sobre 1a. Vértebra
ALAVANCA DE 
PRIMEIRA CLASSE = 
ALAVANCA DE 
EQUILÍBRIO
SEGUNDA CLASSE = ALAVANCA DE FORÇA
A força resistente está localizada entre o apoio e o ponto
de aplicação da força potente
ALAVANCA INTERRESISTENTE
� Característica de força
� FULCRO RESISTÊNCIA FORÇA 
� EX: carrinho de mão, Flexão plantar
ALAVANCA INTERPOTENTE
ALAVANCA DE TERCEIRA CLASSE = ALAVANCA DE 
VELOCIDADE + ADM
� Característica de velocidade e amplitude
� REPRESENTA A MAIOR PARTE DO CORPO
� FULCRO FORÇA RESITÊNCIA
� Ex: Flexão do cotovelo
REVISANDO
REVISANDO
TORQUE = MOMENTO DE FORÇA
� É a quantidade de força necessária pela contração
muscular para produzir movimento na articulação.
T=F.d
T(torque)
F (força)
D (distância ou comprimento de alavanca)
� Braço de momento: é a distância perpendicular entre a
linha de ação (ponto de fixação) e o centro da
articulação(eixo da articulação);
� O torque determina o sentido do movimento;
� VM= BF/BR
� ALAVANCA DE 1ª CLASSE – ALAVANCA INTERFIXA: 
Dependendo de qual braço estiver mais próximo da 
ARTICULAÇÃO;
� ALAVANCA DE 2ª CLASSE – ALAVANCA 
INTERRESISTENTE: Sempre com vantagem mecânica;
� ALAVANCA DE 3ª CLASSE – ALAVANCA 
INTERPOTENTE: Sempre em desvantagem mecânica
VANTAGEM MECÂNICA
� No corpo humano, a maioria dos sistemas de alavanca 
músculo-osso é de terceira classe, apresentando uma 
vantagem mecânica menor que um (01), ou seja, desvantagem 
mecânica. 
VANTAGEM MECÂNICA
ALAVANCAS e VANTAGEM MECÂNICAALAVANCAS e VANTAGEM MECÂNICAALAVANCAS e VANTAGEM MECÂNICAALAVANCAS e VANTAGEM MECÂNICA
Vantagem mecânica de uma alavancaVantagem mecânica de uma alavancaVantagem mecânica de uma alavancaVantagem mecânica de uma alavanca
A eficiência de uma alavanca para mover uma 
resistência é dada pela vantagem mecânica:
braço de força - distância do eixo até a força
braço de resistência - distância do eixo até a 
resistência
Vantagem mecânica de uma alavancaVantagem mecânica de uma alavancaVantagem mecânica de uma alavancaVantagem mecânica de uma alavanca
� Vm = 1 - a força necessária para movimentar 
uma resistência é exatamente igual à resistência.
� Vm > 1 - a força necessária para movimentar uma 
resistência é menor do que a resistência.
� Vm < 1 - a força necessária para movimentar 
uma resistência é maior do que a resistência
Alavancas de primeira classeAlavancas de primeira classeAlavancas de primeira classeAlavancas de primeira classe
• Força e resistência aplicadas em lados opostos do eixo.
• No corpo humano - ação simultânea dos agonistas e 
antagonistas em lados opostos de uma articulação.
• A vantagem mecânica pode ser maior, menor ou igual a 1.
Alavancas de segunda classeAlavancas de segunda classeAlavancas de segunda classeAlavancas de segunda classe
• Resistência aplicada entre o eixo e a força.
• No corpo humano - não existem exemplos análogos.
• A vantagem mecânica é sempre maior que 1, pois o braço 
de força é sempre maior que o braço de resistência.
Alavancas de terceira classeAlavancas de terceira classeAlavancas de terceira classeAlavancas de terceira classe
• Força aplicada entre o eixo e a resistência.
• No corpo humano - a grande maioria das alavancas do corpo.
• A vantagem mecânica é sempre menor que 1, pois o braço de 
força é sempre menor que o braço de resistência.
CARGAS MECÂNICAS QUE AGEM SOBRE O 
CORPO HUMANO
As forças musculares, a força da gravidade e a força
responsável pelas fraturas ósseas afetam o corpo humano – o
efeito depende da direção, duração e magnitude/intensidade da
força aplicada
AXIAIS (LONGITUDINAIS)
- Compressão ou esmagamento
- Tensão ou tração
� COMPRESSÃO – força aplicada na direção axial de 
um corpo e que tende a comprimi-lo ou esmagá-lo
� TENSÃO – força de tração ou de estiramento com direção 
axial através de um corpo – força oposta a força 
compressiva
NÃO AXIAIS
- Cisalhamento ou deslizamento
- Torção ou rotação
- Inclinação ou curvamento
CISALHAMENTO
Força com direção paralela a
superfície – causando
DESLIZAMENTO
TORÇÃO OU ROTAÇÃO – força aplicada para suportar 
cargas em movimentos laterais
FLAMBAGEM: aplicação assimétrica de uma carga que 
produz tensão em um lado do eixo longitudinal do corpo 
e compressão no lado oposto
ESTRESS MECÂNICO
� Resultado da distribuição de força no interior de um 
corpo sólido quando uma força externa atua.
DEFORMAÇÕES ELÁSTICAS E PLÁSTICAS
Deformação é a mudança no formato original da estrutura
ELASTICIDADE - É a habilidade do material em retornar
seu tamanho e forma original (livre de estresse) quando as
cargas aplicadas são removidas – tendões, ligamentos,
músculos
Uma carga aplicada onde o estresse
gerado é igual ou menor que o limite
elástico – Deformações completamente
recuperadas – cargas aplicadas sejam
removidas
Continuidade do stress mecânico pode levar a um
ESTIRAMENTO OU ROMPIMENTO da estrutura – entorse ou
lesões por esforço repetitivo
-Estiramento ou Laceramento dos LIGAMENTOS – Podem
danificar os VASOS SANGUÍNEOS, MÚSCULOS, TENDÕES
ou NERVOS ADJACENTES
PLASTICIDADE
� Implica deformações permanentes ou “temporariamente
permanentes”;
� Materiais podem sofrer deformações plásticas quando são
levados além dos seus limites elásticos;
� As deformações plásticas podem vir acompanhadas de falha
ou ruptura;
Ponto de Cessão – É o ponto em que o
material passa da condição elástica para
condição plástica;
Cada biomaterial (osso, tendão,
cartilagem, músculo, etc...) apresenta um
ponto de cessão diferente
COMPORTAMENTO ATIVO E 
PASSIVO NO MOVIMENTO
� Comportamento passivo: ocorre por ação de uma força 
externa, ou seja, movimento produzido por outra fonte 
que não o músculo ativado.
� Exemplos: gravidade, manipulação (terapeuta)
� Comportamento ativo: existe uma força interna 
atuando diretamente para a realização do movimento. 
Músculo ou grupo muscular que está diretamente 
relacionado com o início, e a execução de um 
movimento específico. 
� Exemplos: contração muscular
CENTRO DE GRAVIDADE
� Ponto ao redor do qual o peso corporal do
indivíduo está equilibrado igualmente em
todas às direções, não importando a
posição em que o corpo se encontra;
� o Centro de Gravidade (CG) do corpo é a
soma dos centros de gravidade dos
segmentos individuais – sofrendo a ação da
gravidade;
� A projeção do centro de gravidade dentro
da base de sustentação aumenta a
estabilidade do corpo
Localização do centro de gravidade do corpo humano
� Ligeiramente anterior a 2ª vértebra Sacral;
� As modificações da posição anatômica levam a alteração do centro
de gravidade DO SEGMENTO;
� A MARCHA é considerada como uma sequência de perder e
capturar o CG.
Torque= força x distância perpendicular ao eixo do movimento
Exercício de extensão de joelho contra uma resistência distal, utilizaremos amudança do centro de gravidade da extremidade (MMII) para facilitar ou
dificultar a realização do movimento, e outros.
Indivíduo com o dorso curvo aumenta o esforço dos músculos posterior do
quadril e extensores da coluna para suportar o peso do tronco -
RESULTADO: DOR
DETERMINAÇÃO DO CENTRO DE GRAVIDADE
CENTROS DE GRAVIDADES E PESOS DE 
SEGMENTOS
• O CG do corpo é a soma dos centros de gravidade dos segmentos
individuais. LEMBRAM
• O CG dos segmentos dos MMSS E MMII ficam mais perto da
extremidade proximal, 45% do comprimento a partir da
extremidade proximal;
• O CG do MMSS é sobre a articulação do cotovelo;
• O CG do MMII é sobre a articulação do joelho
• IMPORTÂNCIA do CONHECIMENTO:
� Facilitar a movimentação;
� Alterar cargas de exercício;
� Prevenir quedas.
EQUILÍBRIO
É a capacidade de controlar as oscilações, e manter o 
alinhamento contra a gravidade.
Equilíbrio Estável:
� O CG é deslocado, e o corpo tende a retornar o CG anterior;
Equilíbrio Instável
� o CG é deslocado, e o corpo não retorna o CG anterior, mas 
procura uma nova posição. Ex.: bola suiça.
Equilíbrio Neutro
� O CG é deslocado e permanece no mesmo nível, ou seja, o corpo 
nem cai e nem retorna a sua posição anterior. Ex.: cadeira de 
roda.
ESTABILIDADE 
Resistência a perda do equilíbrio, ou seja, é a resistência às 
acelerações linear e angular.
FATORES QUE AFETAM O GRAU DE ESTABILIDADE
�A altura do centro de gravidade acima da base de sustentação;
� O tamanho da base de sustentação;
� A localização da linha de gravidade dentro da base de sustentação;
� O peso (massa) do corpo;
� Força e resistência muscular;
� ↑Atrito;
� Flexibilidade.
OBS:
• Quanto maior a massa maior corporal maior a estabilidade.
• O CG alto no ser humano, este na posição ereta, coloca o indivíduo
em uma posição de EQUILÍBRIO INSTÁVEL.
BASE DE APOIO/SUSTENTAÇÃO
� É a área delimitada pelos pontos mas externos de contato entre o
corpo e a(s) superfície(s) de apoio.
� Para estabilidade estática, o centro de gravidade de um corpo deve
projetar-se dentro da base de sustentação.
� Uma base ampla de suporte é vantajosa para levantar e carregar;
� A estabilidade aumenta quando há alargamento da base de apoio.
� Ferramentas para aumentar a estabilidade dos pacientes:
• Muletas, bengala, andadores
• A estabilidade é afetada pelo tamanho da base de apoio
A ação da gravidade concorre diretamente para que se 
verifique a estabilidade do movimento realizado – controlado, 
equilibrado, correto
A projeção do centro de gravidade dentro da base de 
sustentação aumenta a estabilidade do corpo
Os olhos informam onde e como o
corpo esta situado no espaço
circundante e as direções da sua
movimentação
Os receptores de pressão da pele
informam qual a parte do corpo que
esta em contato com o solo
Os receptores dos tendões, músculos e articulações informam
quais as partes do corpo que estão em movimento;
O sistema nervoso central processa todas as informações recebidas
destes sistemas e coordena a manutenção do equilíbrio corporal