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Cinésiologia Equilíbrio e alavancas Prof. Ari Cantuária ALAVANCAS Quando os músculos desenvolvem tensão, tracionando os ossos para sustentar ou mover resistências, estes funcionam mecanicamente como alavancas. Alavancas são hastes rígidas que podem girar em torno de um eixo sob a ação de forças. No corpo humano os ossos são as hastes rígidas, as articulações são os eixos e os músculos e cargas resistentes aplicam forças. Exemplo: flexão do cotovelo - Haste = antebraço. Articulações = cotovelo. - Força = músculo. Resistência = gravidade – ou resistência externa. As 3 alavancas que temos: Eixo – Peso – Força. O que difere é a posição entre esses 3 componentes. Elementos de uma alavanca Toda alavanca é composta por três elementos básicos: PF – Ponto fixo, em torno do qual a alavanca pode girar; FP – Força potente, exercida com o objetivo de levantar, sustentar ou equilibrar. FR – Força resistente, exercida pelo objeto que se quer levantar, sustentar ou equilibrar. ALAVANCAS Os três tipos possíveis de alavancas são: • Primeira classe ou interfixa • Segunda classe ou inter-resistente • Terceira classe ou interpotente Dizemos que uma alavanca é do tipo interfixa quando o ponto fixo ocupa um lugar qualquer entre a força potente e a força resistente. No corpo humano, tais alavancas podem ser exemplificadas pela movimentação dos músculos agonistas e antagonistas nas direções opostas em relação a uma articulação. INTERFIXA • Alavanca de Equilíbrio • Apresenta ponto de apoio entre a força e a resistência OU DE EQUILÍBRIO Uma alavanca é considerada como sendo inter- resistente quando a força resistente se encontra em algum lugar entre a força potente e o ponto fixo. No corpo humano, são bastante raros os movimentos contemplados por essa alavanca. INTER-RESISTENTE • Alavanca de Força ou de Esforço • Apresenta a resistência entre a força e o eixo Uma alavanca é considerada como sendo do tipo interpotente quando a força potente está localizada em algum lugar entre a força resistente e o ponto fixo. No corpo humano esta alavanca atua na realização de muitos dos movimentos. INTERPOTENTE • Alavanca de Velocidade • Apresenta a força entre o eixo e a resistência. Tipos de alavancas • O antebraço é uma alavanca interpotente (3ª classe) em que o fulcro está na articulação com o úmero (osso do cotovelo) e a força potente é exercida pelo bíceps. Vantagem 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 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 de1ª classe (interfixa - gangorra) • 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. • Eixo central – força lateral e resistência lateral. Exemplo no corpo = alavanca de equilíbrio – no meio tenho a coluna, em cima o peso da minha cabeça – de um lado eu tenho os músculos flexores e do outro lado tenho os extensores 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. 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. Peso de uma carga, quase sempre 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. Carga Externa 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). 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. Alavancas de 2ª classe (inter-resistente - carrinho de mão) • 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. • Eixo na extremidade e perto do eixo tenho peso, e na outra extremidade a força. Alavanca de Força e pouca mobilidade No corpo temos pouco exemplo, pois ele não foi projetado para FORÇA Alavancas de 3ª classe (interpotente) • 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. Eixo na extremidade, a força é aplicada no meio e a resistência na extremidade. a maioria do movimento do nosso corpo age nesta classe. Exemplo no corpo: Articulação do cotovelo, do joelho. pegador de gelo – vara de pescar 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. 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.
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