Biomecânica - Aula 6 maquinas simples

BIOMECÂNICA

Máquinas simples

Prof. Dr. Felipe P Carpes

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AVISOS

Semana que vem

Avaliação teórica 1

Princípio de alavancas

Alavancas no corpo humano

Sistemas com polias

Bandas elásticas


Tópicos

Aplicar o conceito de alavanca e condições de equilíbrio para um corpo

Classificar as alavancas

Investigar tipos de alavancas no aparelho locomotor

Analisar sistemas com polias e o plano inclinado


Objetivos


Retrospectiva

Alavancas

Roldanas ou polias

Plano inclinado

Função:

possibilitar ou facilitar uma ação humana


O que é uma máquina simples

O trabalho é realizado por uma força

W = F.d

Só aplicar força sobre um corpo não é suficiente para gerar trabalho

É necessário deslocamento

Unidade: N.m = J


Trabalho de uma força


Alavancas


Alavancas

No corpo humano, os movimentos são gerados por torques atuando em distâncias perpendiculares diversas

Bioalavancas

Alavanca

uma alavanca é uma haste rígida que é rodada sobre um ponto fixo ou eixo chamado de fulcro.

formada pelos braços de força e braço de resistência

EFICIÊNCIA DE UMA ALAVANCA

Vantagem mecânica

r

e

B

BVM =

Relação entre o braço de esforço (Be) e o braço de resistência (Br).

No corpo humano, o braço de esforço é a distância da

inserção ao eixo de rotação, sendo o braço de resistência a

distância até a carga a ser vencida ou mantida.

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Alavancas

VM = 1

Be = Br

Neste caso, a alavanca apenas altera a direção do movimento, Não ampliando nenhuma das forças

FORÇA RESISTÊNCIA

Be Br


Alavancas

VM > 1

Be > Br

A alavanca amplia a força de esforço. Com menor força se vence cargas mais elevadas.

FORÇA RESISTÊNCIA

Be Br


Alavancas

VM < 1

Be < Br

Nesse caso é necessária uma força muito maior para vencer a resistência.

FORÇA RESISTÊNCIA

Be Br


Alavancas

A ação muscular através das alavancas o que caracteriza o torque

São três as classes de alavancas

Existem todos os tipos no corpo humano, porém uma delas é maioria


Bioalavancas


Tipos de alavancas

1ª classe ou interfixas

Manutenção de posturas e/ou equilíbrio

Articulações intervertebrais na posição sentado

Disposição em órteses para suporte e/ou função corretiva


Tipos de alavancas

2ª classe ou inter-resistentes

Exige menos força

Exemplo: ação do braquiorradial e extensores do punho


Tipos de alavancas

3ª classe ou inter-potente

A mais comum

Possui um arranjo para grande movimento distal


Hands on 1

Faça desenhos dos três tipos de alavancas (ao menos um de cada tipo) e o diagrama de forças correspondente.Identifique os braços de força e braços de resistência.Determine a vantagem mecânica

Qual a diferença entre as alavancas em relação à vantagem mecânica?


Hands on 2

Se você usa uma barra de 75 cm de comprimento com o ponto de apoio na outra extremidade, que força você deve exercer em um ponto distante 15 cm do apoio para sustentar uma carga de 8 kg na outra extremidade? Classifique a alavanca.


Polias ou roldanas

Tendões podem funcionar como polias ao redor da articulação

Polia fixa – somente altera a direção da força, sem alterar a sua magnitudePolia fixa = alavanca interfixa = braço de força (r) igual ao braço de resistência (r)Vantagem mecânica = 1FA = P = FR

FA . r = FR . r


Polias ou roldanas

Polia móvel - permitem exercer força menor do que a carga a ser vencidaPolia móvel = alavanca inter-resistente = braço de força (r) igual ao dobro do resistência (r)Vantagem mecânica = 2FA = FR/2

FA . 2r = FR . r


Polias ou roldanas

Combinação de poliasFA = P/2


Polias ou roldanas

Combinação de várias poliasTalha exponencial

N

A

RM F

FV 2== N = número de polias móveis

Cada polia móvel faz com que a carga externa ofereça metade da resistência


Sistemas de tração

Polias fixas

Qual o valor da força de tração exercida sobre a perna do paciente na figura ao lado?


Sistemas de tração


Referências básicas

HK = Hamill J; Knutzen KM. Bases biomecânicas do movimento humano. 2ª edição. Editora Manole, 2008OF = Okuno E; Fratin L. Desvendando a física do corpo humano. Biomecânica. Editora Manole, 2003.HA = Hall S. Biomecânica básica. 4ª edição. Guanabara Koogan, 2009.ENO = Enoka RM. Bases neuromecânicas da cinesiologia. 2ª edição. Manole, 2000.NF = Nordin M; Frankel VH. Biomecânica básica do sistema musculoesquelético. 3ªedição. Guanabara Koogan, 2008.WZ = Whiting WC; Zernicke RF. Biomecânica funcional e das lesões musculoesqueléticas. 2ª edição. Guanabara Koogan, 2009.

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