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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
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