biomecânica - aula 6 maquinas simples
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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
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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
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Objetivos
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Retrospectiva
Alavancas
Roldanas ou polias
Plano inclinado
Função:
possibilitar ou facilitar uma ação humana
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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
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Trabalho de uma força
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Alavancas
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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
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Alavancas
VM > 1
Be > Br
A alavanca amplia a força de esforço. Com menor força se vence cargas mais elevadas.
FORÇA RESISTÊNCIA
Be Br
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Alavancas
VM < 1
Be < Br
Nesse caso é necessária uma força muito maior para vencer a resistência.
FORÇA RESISTÊNCIA
Be Br
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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
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Bioalavancas
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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
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Tipos de alavancas
2ª classe ou inter-resistentes
Exige menos força
Exemplo: ação do braquiorradial e extensores do punho
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Tipos de alavancas
3ª classe ou inter-potente
A mais comum
Possui um arranjo para grande movimento distal
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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?
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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.
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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
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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
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Polias ou roldanas
Combinação de poliasFA = P/2
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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
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Sistemas de tração
Polias fixas
Qual o valor da força de tração exercida sobre a perna do paciente na figura ao lado?
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Sistemas de tração
Polias fixas
Qual o valor da força de tração exercida sobre a perna do paciente na figura ao lado?
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Sistemas de tração
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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.