A maior rede de estudos do Brasil

Grátis
52 pág.
Capítulo 10 - Cinética Linear

Pré-visualização | Página 6 de 16

proximal do segmento contíguo. A força de reação articular, contudo, não 
reflete essa força osso-osso através de uma articulação. A verdadeira força 
osso-osso é a soma das forças dos músculos que estão se contraindo 
ativamente tracionando um osso contra o outro e a força de reação articular. 
Como a força gerada pelos músculos que se contraem ativamente não é 
conhecida, a força osso-osso é difícil de calcular. Tem sido feitos, contudo, 
cálculos bastante sofisticados para estimar essas forças osso-osso (17). 
 
Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma imagem cuja legenda é: FIGURA 
10-13. Uma ilustração da força de reação articular do joelho com seus 
componentes de atrito e compressão. 
 
 Atrito: Atrito é uma força agindo paralelamente à interface de duas 
superfícies que estejam em contato durante o movimento ou na eminência do 
movimento de uma superfície enquanto ela se move sobre a outra. Por 
exemplo, o peso de um bloco apoiado sobre uma mesa horizontal traciona o 
bloco para baixo prensando-o contra a mesa. A mesa exerce uma força vertical 
para cima sobre o bloco que é perpendicular ou normal com respeito à 
superfície. Para mover o bloco horizontalmente, é preciso exercer uma força 
horizontal sobre ele de magnitude suficiente. Se a força for muito pequena, o 
bloco não irá se mover. Nesse caso, a mesa. evidentemente, exerce uma força 
horizontal igual e oposta à força sobre o bloco. Essa interação é a força de 
atrito e é devido à ligação das moléculas do bloco e da mesa nos locais onde 
as superfícies estão em contato muito próximo. A FIGURA 10-14 ilustra esse 
exemplo. 
 
Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma imagem cuja legenda é: FIGURA 
10-14. Ilustração das forças agindo sobre um bloco que está sendo tracionado 
através da superfície de uma mesa. 
 
 Parece que a área de contato poderia influir na força de atrito. Contudo, 
não é isso que ocorre. A força de atrito é proporcional à força normal entre as 
superfícies, ou seja: 
 
Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma imagem com a seguinte fórmula: 
F f = μ miu N 
 
onde μ miu é o coeficiente de atrito e N é a força normal ou a força 
perpendicular à superfície. O coeficiente de atrito é calculado por: 
 
Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma imagem com a seguinte fórmula: 
μ miu = F f sobre N 
 
O coeficiente de atrito depende da natureza das superfícies de interface e é um 
número sem dimensão. Quanto maior a magnitude do coeficiente de atrito, 
maior a interação entre as moléculas das superfícies de interface. 
 Continuando o exemplo do bloco e da mesa, se uma força continuamente 
crescente é aplicada ao bloco, a mesa também aplica uma força oposta 
crescente resistindo ao movimento. 
 
[406] 
 
No ponto onde a força de tração estiver no máximo e não resultar em 
movimento, a força de resistência será chamada de força de atrito estática 
máxima (F sMAX). Antes do movimento, pode-se afirmar que: 
 
Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma imagem com a seguinte fórmula: 
F sMAX menor ou igual μ miu s N 
 
onde μ miu s é o coeficiente estático de atrito. Em algum ponto, contudo, a 
força será suficientemente grande e a força de atrito estática não poderá 
impedir o movimento do bloco. Essa relação simplesmente significa que, se um 
bloco pesando 750N estiver sobre uma superfície com μ miu s de 0,5, será 
necessário 50% da força normal de 750N, ou 375N, de uma força horizontal, 
para produzir movimento entre o bloco e a mesa. Um μ miu s de 0,1 pode 
requerer que uma força horizontal de 75N cause movimento e uma μ miu s de 
0,8 pode requerer uma força horizontal de 600N. Como pode ser visto, quanto 
menor o coeficiente de atrito, menor a força horizontal necessária para causar 
movimento. 
 Enquanto o bloco desliza na superfície da mesa, ligações moleculares são 
continuamente formadas e quebradas. Assim, quando as duas superfícies 
começam a se mover uma com relação à outra, fica um pouco mais fácil 
manter o movimento. O resultado é uma força de atrito de deslizamento que se 
opõe ao movimento. O atrito de deslizamento junto com o atrito de rolamento 
são tipos de atrito cinético. O atrito cinético é definido como: 
 
Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma imagem com a seguinte fórmula: 
F k = μ miu k N 
 
onde μ miu k é o coeficiente dinâmico de atrito ou o coeficiente de atrito durante 
o movimento. Tem-se observado experimentalmente que μ miu k é menor que 
μ miu s e que μ miu k depende da velocidade escalar relativa do objeto. Em 
velocidades escalares de 1 cm/s até vários m/s, contudo, μ miu k é 
aproximadamente constante. A FIGURA 10-15 ilustra a relação entre atrito e 
força externa. 
 
Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma imagem cuja legenda é: FIGURA 
10-15. A representação teórica da força de atrito como uma função da força 
aplicada. A força aplicada aumenta com a força de atrito até que ocorra o 
movimento. 
 
 Enquanto o atrito de translação é muito importante no movimento humano, 
é preciso também considerar a avaliação do atrito de rotação. O atrito de 
rotação é a resistência aos movimentos de rotação ou torção. Por exemplo, as 
solas dos calçados de um jogador de basquete fazendo um meio giro 
interagem com a superfície de jogo para resistir ao movimento do pé. 
Obviamente, o jogador precisa ser capaz de realizar esse movimento durante 
um jogo, e, assim, o atrito de rotação precisa permitir esse movimento sem 
influenciar nas outras características de atrito do calçado. Um jogador de 
basquete fazendo um giro de 180° usando um calçado convencional de 
basquete sobre um piso de madeira tem um valor de atrito de rotação 4,3 
vezes maior que se o movimento fosse tentado usando sapatilhas (18). A 
medida de atrito de rotação não fornece um coeficiente do valor do atrito. Os 
valores usados para comparar atrito de rotação são baseados no valor medido 
da resistência à rotação e geralmente são obtidos sobre uma plataforma de 
força. Deve-se observar que o atrito de translação e de rotação não são 
independentes um do outro. 
 O atrito é uma influência complicada, porém muito importante no 
movimento humano. Apenas para caminhar em uma sala é preciso um 
coeficiente de atrito apropriado entre a sola do calçado e a superfície do piso. 
Em atividades cotidianas, pode-se tentar aumentar ou diminuir o coeficiente de 
atrito dependendo da atividade. Por exemplo, os patinadores preferem uma 
superfície de gelo fresco para patinar porque tem um baixo coeficiente de atrito. 
Por outro lado. um jogador de golfe usa uma luva para aumentar o coeficiente 
de atrito e ter uma melhor empunhadura no cabo. 
 Muitos atletas usam calçados com travas para aumentar o coeficiente de 
atrito e ter uma melhor tração sobre a superfície de jogo. Valiant (19) sugere 
que equivalente a 0,8 provê tração suficiente para o movimento esportivo e 
qualquer coeficiente de atrito maior do que esse valor pode ser perigoso. Em 
certas situações, calçados com travas podem, na verdade, resultar em atrito de 
translação e/ou rotação excessivo. Parece ser o que acontece na grama 
sintética, por exemplo. Muitas lesões, como a hiperextensão da articulação 
metatarsofalângica do hálux (turf toe) e rupturas do ligamento cruzado anterior 
parecem estar relacionadas com uma força de atrito excessiva na grama 
sintética. 
 Quando o coeficiente de atrito é muito pequeno, há o risco de se 
escorregar, mas quando o coeficiente de atrito é muito grande, há o risco de 
tropeçar. No local de trabalho, as lesões resultantes de escorregões e quedas 
são numerosas e geralmente causam lesões graves. 
 
[407] 
 
Cohen e Compton (20) relataram que 50% de 120.682 casos de indenizações 
de trabalhadores no Estado de Nova York foram causados por escorregões. Na 
Inglaterra. Buck (21) citou estatísticas de 1982 onde 14% de todos os acidentes 
foram resultado de escorregões e tropeções na