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Biomecânica Prof. Tiago Figueiredo tc-figueiredo@uol.com.br Biomecânica • Sistemas de Alavancas. • O esqueleto humano funciona como um sistema de elos e pivôs. • Os elos são os ossos. • Os pivôs são as articulações. • Todos os movimentos articulares são rotacionais e medidos em graus. Biomecânica • Sistemas de Alavancas. Biomecânica • Sistemas de Alavancas. Torque ou momento resultante Da mesma forma que é possível determinar uma força resultante que isoladamente tem o mesmo efeito das forças componentes de um sistema, pode-se determinar o momento resultante de um sistema de forças em relação a um determinado eixo. Biomecânica • Sistemas de Alavancas. • Alavanca é uma barra rígida também chamada de máquina simples. • Eixo é o ponto ao redor do qual ocorre o movimento, também chamado de fulcro. Biomecânica • Sistemas de Alavancas. • Definição de alavanca. –Uma alavanca é uma barra rígida que gira em torno de um ponto fixo denominado pivô. –No corpo humano os ossos são as hastes rígidas, as articulações são os eixos e os músculos e cargas resistentes aplicam forças Biomecânica • Sistemas de Alavancas. • Braço de resistência. –É o comprimento entre o ponto de aplicação da força e a resistência a ser levantada. Biomecânica • Sistemas de Alavancas. • Braço de força. –É o comprimento entre o ponto de aplicação da força e o centro da articulação a ser movida. Biomecânica • Sistemas de Alavancas. • Força potente - atua em favor do movimento. • Força resistente – atua no sentido contrário do movimento. Biomecânica • Sistemas de Alavancas. • Vantagem mecânica. –A vantagem mecânica de uma alavanca é a proporção do comprimento do braço de força para o braço de resistência. Biomecânica • Sistemas de Alavancas. • Vantagem mecânica. –Quanto maior o braço de força e menor o braço de resistência, mais eficiente é a alavanca. –Porém no corpo humano os braços de força são sempre menores que os braço de resistência. Biomecânica • Sistemas de Alavancas. • As alavancas são dividas em três classes: – Força – Eixo –Resistência Biomecânica • Sistemas de Alavancas. • Alavancas de primeira classe ou primeiro gênero (interfixa). – Tem o ponto de apoio entre a ponto de aplicação da força e da resistência; – O ponto de apoio está entre a força potente e a resistente. – Grande força x grande amplitude de movimento – Exemplos: – Tríceps braquial. – Articulação atlanto-occiptal (cervical) Biomecânica • Sistemas de Alavancas. • Alavancas de segunda classe, segundo gênero (inter-resistente). – A resistência está entre o ponto de apoio e ponto de aplicação da força. – Alta força com baixa amplitude de movimento. – Exemplos: – Flexão plantar a partir da postura ereta. Biomecânica • Sistemas de Alavancas. • Alavancas de terceira classe, terceiro gênero (interpotente). – O ponto de aplicação de força está entre o ponto de apoio e a resistência a ser vencida . – Maioria das alavancas do corpo humano. – Exemplos: – Flexão do cotovelo postura ereta – Extensão do joelho. ALAVANCAS Biomecânica • Sistemas de Alavancas. • A grande maioria das alavancas do corpo humano, por serem de terceira classe e apresentarem as inserções dos músculos próximas das articulações, apresentam baixo rendimento em termos de força. Biomecânica • Sistemas de Alavancas. • Entretanto, um pequeno encurtamento do músculo possibilita uma grande amplitude de movimento na extremidade do segmento. Da mesma forma, uma velocidade de encurtamento do músculo relativamente baixa acarreta uma velocidade muito maior na extremidade do segmento. Biomecânica • Interpretação de Torque e Momento de Força. • Momento - É o efeito rotatório de uma força ao redor de um eixo de rotação. • É medido como o produto da força pela distância perpendicular entre a linha de ação da força e o eixo (Braço do Momento da Força – menor distância perpendicular entre a linha de ação da força e um eixo de rotação). • A comparação entre os momentos das forças potente e resistente é chamada de torque. O torque determina o sentido do movimento. Biomecânica • Vantagens e Desvantagens Mecânicas no Movimento • VANTAGEM MECÂNICA = BMFP÷BMFR; >ou=1 • “Sempre que o braço de momento de força for mais longo que o braço do momento de resistência, a relação da vantagem mecânica é reduzida a um número que é maior que a unidade, e a magnitude da força aplicada necessária para deslocar a resistência é menor que a magnitude da resistência”. Biomecânica • Vantagens e Desvantagens Mecânicas no Movimento • VANTAGEM MECÂNICA = BMFP÷BMFR; >ou=1 • “Sempre que o braço de momento de força for mais longo que o braço do momento de resistência, a relação da vantagem mecânica é reduzida a um número que é maior que a unidade, e a magnitude da força aplicada necessária para deslocar a resistência é menor que a magnitude da resistência”. Biomecânica • Mecânica dos Materiais Biológicos ou Biomateriais: • Cargas Mecânicas = Forças que atuam sobre as estruturas biológicas. • Considera: Sentido; Duração e Magnitude (intensidade) da carga. • Axiais (longitudinais). • - Compressão ou esmagamento. • - Tensão ou tração. Biomecânica • Mecânica dos Materiais Biológicos ou Biomateriais: • Não axiais • - Cisalhamento ou deslizamento. • - Torção ou rotação. • - Inclinação ou curvamento. • Cargas combinadas: mais de uma carga sendo aplicada simultaneamente sobre o corpo. Biomecânica • 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. • Se uma carga é aplicada em um material, tal que o estresse gerado no material é igual ou menor que o limite elástico, as deformações que acontecerão no material serão completamente recuperadas, uma vez que as cargas aplicadas sejam removidas. Biomecânica • Deformações Elásticas e Plásticas • Plasticidade - Implica deformações permanentes ou “temporariamente permanentes”. Materiais podem sofrer deformações plásticas quando são carregados 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. Biomecânica
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