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14/08/2015 1 Cinesiologia e Biomecânica Unidade 02 - Aula 04 Princípios da Mecânica Aplicados ao movimento Prof. Ms. Dante Wanderley Lima de Oliveira O Que é uma Alavanca? É uma máquina simples que consiste de uma barra relativamente rígida que pode rodar ao redor de um eixo pela aplicação de uma força (HALL, 1999). Importância das Alavancas “Dê-me um lugar para me firmar e um ponto de apoio para minha alavanca, que eu deslocarei a Terra” (Arquimedes, cientista grego do século III D.C.). 14/08/2015 2 Torque ou Momento de força � Força rotatória equivalente à força linear. � Efeito rotatório criado por uma força aplicada. � O torque é o produto da força aplicada pela distância perpendicular da linha de ação da força ao eixo de rotação. T = F x d = MOVIMENTO EM DIREÇÃO DA FORÇA = MOVIMENTO EM DIREÇÃO DA RESISTÊNCIA = EQUILIBRIO DAS FORÇAS TORQUE OU MOMENTO DE FORÇA • É o efeito de uma força que causa uma rotação. • A quantidade de torque que ocorre em um movimento depende da quantidade de força produzida multiplicada pelo comprimento do braço de força F x BF > R x BR F x BF < R x BR F x BF = R x BR 14/08/2015 3 COMPONENTES DAS ALAVANCAS � As alavancas são compostas por uma barra rígida, onde atuam três forças: Ponto de apoio, eixo ou fulcro (∆) Força aplicada ou Potência (FA) Resistência a ser equilibrada ou elevada (FR). Distância entre os componentes � A distância entre o ponto de aplicação da resistência e o fulcro, denomina-se de braço de resistência (BR); � A distância entre o ponto onde a força será aplicada e o fulcro, denomina-se de braço de força (BF). VANTAGEM MECÂNICA � A equação para cálculo da vantagem mecânica (VM) é: COMPRIMENTO DO BRAÇO DE FORÇA (BF) VM = COMPRIMENTO DO BRAÇO DE RESISTÊNCIA (BR) 14/08/2015 4 Vantagem mecânica Vantagem mecânica Tipos de alavancas 1ª CLASSE OU INTERFIXA 2ª CLASSE OU INTERRESISTENTE 3ª CLASSE OU INTERPOTENTE 14/08/2015 5 Alavancas de 1ª Classe ou Interfixa ALAVANCAS DE 1ª CLASSE (INTERFIXAS) Exemplo de alavancas de 1ª classe (interfixas) 14/08/2015 6 Exemplo de alavancas de 1ª classe (interfixas) Exemplo de alavancas de 1ª classe (interfixas) Exemplo de alavancas de 1ª classe (interfixas) 14/08/2015 7 Exemplo de alavancas de 1ª classe (interfixas) Alavancas de 2ª Classe ou Interresistente ALAVANCAS DE 2ª CLASSE (INTER-RESISTENTES) 14/08/2015 8 Exemplo de alavancas de 2ª classe (interresistente) Exemplo de alavancas de 2ª classe (interresistente) Alavancas de 3ª Classe ou Interpotente 14/08/2015 9 ALAVANCAS DE CLASSE III (INTERPOTENTES) Exemplo de alavancas de 3ª classe (interpotente) Exemplo de alavancas de 3ª classe (interpotente) 14/08/2015 10 AS ALAVANCAS DO CORPO HUMANO �Quando um músculo está fixado ao esqueleto, a natureza e o local da inserção determinará a força, velocidade e amplitude de movimento produzido. ALAVANCAS DE 1ª CLASSE ALAVANCAS DE 2ª CLASSE 14/08/2015 11 ALAVANCAS DE 2ª CLASSE ALAVANCAS DE 3ª CLASSE ALAVANCAS DE 3ª CLASSE 14/08/2015 12 Como aplicar o sistema de alavancas � Qual a força necessária que teríamos que fazer (Potência) para erquer uma pedra (Resistência) de 500Kg, sabendo-se que a distância do braço de resistência da alavanca até o ponto de apoio mede 0,30m e a distância do braço de potência até o ponto de apoio mede 1,20m? � Dados: Braço de resistência = 0,30m Braço de potência = 1,20m Força potente = ? Massa = 500Kg (500.10=5000N) Obs.: Para transformar peso em Kg para força em N (Newton) basta multiplicar por 10. • Concluímos que essa alavanca é do tipo interfixa e como a vantagem mecânica é maior que 1, privilegia a força. Resolução: Fp.Bp=Fr.Br Fp.1,20=5000.0,30 Fp.1,20=1500 Fp= 1500÷1,20 Fp= 1.250N ou 125Kg Calculando a Vantagem Mecânica: Vm= Braço de potência Braço de Resistência Vm= 1,20 0,30 Vm= 4N ˃ 1 Mecânica dos Materiais Biológicos ou Biomateriais Cargas Axiais � Compressão ou esmagamento � Tensão ou tração Cargas Não-Axiais � Cisalhamento ou deslizamento. � Torção ou rotação � Inclinação ou curvamento Cargas mecânicas: Forças que atuam sobre as estruturas biológicas. 14/08/2015 13 Cargas Mecânicas que Agem no Corpo Humano: Axiais. 1. Compressão � Força de esmagamento 2. Tensão ou Tração � Força de estiramento Cargas Mecânicas que Agem no Corpo Humano: Não-axiais. 3. Cisalhamento � Força de deslizamento 4. Torção � Força de rotação Cargas Mecânicas que Agem no Corpo Humano: 5. Inclinação � Força assimétrica de esmagamento e estiramento 6. Cargas Combinadas � Força com mais de uma forma de carga pura 14/08/2015 14 Tipos de solicitações mecânicas As forças se propagam pelo corpo Deformações Elásticas e Plásticas � Plasticidade: Implica em 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. 14/08/2015 15 Deformações Elásticas e Plásticas � Elasticidade: É a habilidade do material em retornar a seu tamanho e forma original quando as cargas são removidas. � Ponto de cessão: É o ponto em que o material passa da condição elástica para a plástica. Cada biomaterial (osso, tendão, cartilagem, músculo, etc...) apresenta um diferente ponto de cessão. Ação das Cargas a) Cargas Repetitivas � Carga subaguda � Magnitude relativamente baixa � Provoca micro-traumas b) Cargas Agudas (traumáticas) � Carga intensa � Magnitude alta � Provoca macro-traumas OBRIGADO!!!
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