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Prof.: Tadeu Alves Torque & Alavanca “O movimento humano é consequência de um desequilíbrio entre os componentes das forças que produzem rotação” ENOKA (2000) Torque Obviamente estes movimentos podem acontecer isoladamente ou combinados. Os movimentos de translação são aqueles que nos quais o corpo em questão se desloca por inteiro numa mesma direção e todas as moléculas deste corpo se encontram com na mesma velocidade ou aceleração (HALL, 2009). Foto de um carro Pessoa correndo Por meio destes dois exemplos, nota-se que um movimento de translação pode ser de dois tipos: retilíneo, como o do carro que se desloca em linha reta, ou curvilíneo, como o movimento da cabeça que não ocorre em linha reta, mas sim em parábolas. Já os movimentos de rotação ocorrem quando o corpo gira em torno de um eixo próprio e, nesta situação, a velocidade de deslocamento das diferentes partes do corpo será diferente (HALL, 2009) Um exemplo de movimento de rotação é o observado no balanço. O balanço como um todo se desloca em rotação, significando que a extremidade mais distante do balanço, a cadeira, estará se deslocando em velocidade linear maior que um ponto localizado no meio da corrente que prende a cadeira à barra de sustentação. Contudo, é importante notar que o corpo de uma criança sentada na cadeira do balanço, estará se deslocando em movimento de translação curvilíneo, pois o corpo como um todo está se deslocando com a mesma velocidade na mesma direção. O ponto em torno do qual a rotação do balanço está ocorrendo, eixo de rotação, não se encontra corpo da criança que está balançando. Foto de um balanço Leis de Newton As três Leis de Newton explicam o comportamento de um corpo em movimento, de que forma o estado de movimento de um corpo pode ser alterado e a conseqüência decorrente da interação de dois corpos que eventualmente colidem durante a realização do movimento (ÖZKAYA e NORDIN, 1991) Foto de Isaac Newton A primeira Lei de Newton determina que um corpo tenderá a manter o seu estado de movimento quando a soma das forças aplicadas sobre este corpo for igual a zero, ou seja, se o corpo estiver parado, ele tenderá a permanecer parado e se o corpo estiver em movimento, ele tenderá a permanecer se movimentando em velocidade constante Foto da 1ª lei de newton Pela segunda lei, quando um corpo sofre a ação de uma ou mais forças, cuja resultante é diferente de zero, ele irá acelerar na direção da força e a magnitude da aceleração será proporcional à magnitude da força resultante aplicada. Em outras palavras, para iniciar ou alterar o movimento de um corpo, é necessário que haja uma força aplicada sobre o mesmo. Foto da 2ª lei Por último, a terceira Lei de Newton determina que toda vez uma força for aplicada sobre um corpo, nessa interação, o corpo que aplicou a força receberá em si uma força de mesma magnitude e direção que a força que ele aplicou, porém com sentido oposto. Portanto, um pé que aplica uma força sobre uma bola durante um chute (ação), receberá uma força que a bola aplicará sobre o pé da pessoa (reação), com mesma magnitude e direção, porém com sentido oposto (ÖZKAYA e NORDIN, 1991). Foto 3ª lei de newton Componentes das forças que produzem rotação 1- Força muscular 2- Resistência peso do antebraço 3- Resistência externa ou Força Peso O que é ALAVANCA ? É uma máquina simples que consiste em uma barra relativamente rígida que pode ser rodada em torno de um eixo. No corpo humano é representada pelo osso. A força aplicada na alavanca movimenta uma resistência. É Constituída por três partes básicas: • Ponto de apoio ou fulcro, • Força de Resistência e • Força de esforço ou Potência Componentes de uma alavanca Componentes Alavanca a) Ponto de Apoio ou Fulcro ou Eixo de Rotação (PA) Ponto de apoio ou eixo ao redor do qual uma alavanca pode ser rodada. No corpo humano é representado pela articulação. É o ponto onde se apoia a alavanca para realizar um trabalho. Componentes Alavanca b) Força de Resistência ou Força Peso (R) É o peso da carga. Quase sempre é representado pelo peso do segmento ou carga externa. É a força que deve ser vencida. O próprio segmento corporal representa uma resistência natural à alavanca. Componentes Alavanca c) Força de Esforço ou Potência (F) É a força que aplicamos à alavanca, para mover ou equilibrar os sistemas. No corpo humano é representada quase sempre pela ação dos músculos. Pode ser chamada também de força motriz. “é um vetor igual ao módulo da força vezes a distância perpendicular entre a linha de ação da força e o eixo de rotação” Conceito a) Braço de Potência (BP) Distância perpendicular da aplicação da força ao eixo de rotação. Ou seja, é a distancia entre o Ponto de Apoio até o local de aplicação da força. Por isso, pode ser chamado também de Braço de Força (BF). b) Braço de Resistência (BR) Distância perpendicular da aplicação da resistência ao eixo de rotação. É a distância que vai do ponto de Apoio até o ponto de aplicação da resistência. ELEMENTOS ADICIONAIS Logo: Sempre ocorrerá uma relação entre a resistência (BR) e a potência (BP), conforme for esta, ocorrerá ou não uma vantagem mecânica (VM) VANTAGEM MECÂNICA (VM) Em uma alavanca musculoesquelética é definida como a razão entre o braço de momento interno (BP) e o braço de momento externo (BR). Sofrendo esta relação uma variação conforme o tipo de alavanca. TIPOS DE ALAVANCAS NO CORPO HUMANA quando o ponto de apoio está localizado entre a força e a resistência INTERFIXA Neste tipo de alavanca a VM pode ser menor do 1, igual a 1 ou maior do que 1. quando a resistência esta entre a força e o ponto de apoio INTER-RESISTENTE Neste tipo de alavanca a VM sempre é maior do que 1. quando a força esta entre a resistência e o ponto de apoio INTERPOTENTE Neste tipo de alavanca a VM sempre é menor do que 1. Onde está ocorrendo o maior momento de força (BP) e que tipo de alavanca é esta? APLICAÇÃO Interfixa: Ex.: Tríceps O pivô fica localizado entre o braço de resistência e a força. Interfixa Interfixa Interpotente: Ex.:Bíceps A força é encontrada entre o ponto de apoio e a resistência. Não apresentam vantagem mecânica Inter-resistente: Ex.: Músculos posteriores da perna. A resistência situa-se entre o ponto de apoio e a força. Produz –> força e pouca velocidade. Alavancas inter-resistentes apresentam sempre vantagem mecânica. Inter-resistente Torque Aplicação Observe que o momento de força (BP) gerado é proporcional ao momento do braço de resistência (BR). Sendo assim, quando a articulação do cotovelo atingir o ângulo de 90º , maior força interna é gerada para realizar o movimento de flexão da articulação Aplicação Observe que o momento de força (BP) gerado é proporcional ao momento do braço de resistência (BR). Sendo assim, quando a articulação do joelho atingi o ângulo de 60º , maior força interna é gerada para realizar o movimento de flexão da articulação. As alavancas nos exercícios Coluna Vertebral Nachenson & Elfstron(1970) Inicialmentea posição adotada para a realização do exercício deve ser bem analisada, pois como mostra o gráfico ao lado, posturas sentadas na sua grande maioria ocasionam maior carga de compressão na região lombar da coluna do que as posições em pé e deitada. A inclinação do tronco é determinante, pois quanto mais afastado estiver este do ponto e apoio (coluna) maior será o momento de resistência (BR). Não deve-se jamais esquecer que tudo que estiver a frente deste ponto de apoio será considerado resistência. O exemplo acima mostra que além do tronco, a cabeça, o membro superior e a caixa devem ser consideradas resistências, o que aumentará a potência. O quadro destaca o aumento da compressão discal em virtude do aumento da potência durante o transporte da caixa. APLICAÇÕES NOS EXERCÍCIOS Linha Tracejada = resistência Setas= indicam o momento de resistência 1 2 Perceba que a inclusão da bola fez com que diminuísse o BR para o joelho, porém houve aumento para o quadril, figura 1A e 1B . O mesmo ocorreu devido a mudança na posição do pé, nas figuras 2A e 2B. APLICAÇÕES NOS EXERCÍCIOS Faça uma analise comentada sobre as três situações acima
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