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ALAVANCAS
Prof. Dr. Guanis de Barros Vilela Junior
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Alavancas: máquinas simples
F
E R
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Componentes de uma alavanca
Barra rígida Eixo de rotação Resistência Força (potência)
F
Eixo R
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Braços de uma alavanca
Braço: é a menor distância entre a linha de ação da força considerada e o eixo de rotação.
F
Eixo R bF
bR
Braço da resistência
Braço da potência
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Braços de uma alavanca
eixo
F
bF
R bR
L
θ L é o comprimento do segmento
bF = L . senθ
bR : é o braço da resistência
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Classes de alavancas
3 Classes:
Interfixa
Interresistente
Interpotente
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Alavanca de 1ª classe: Interfixa
O eixo está localizado entre a força (potência) e a resistência
Gangorra Pode ser de velocidade ou de força Trata-se de uma alavanca que pode ser
modificada É a única alavanca que pode ter
vantagem mecânica igual a 1,0.
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Alavanca de 2ª classe: Interresistente
A resistência está entre o eixo e a força Carrinho-de-mão (carriola) Previlegia a força Vantagem mecânica é maior que 1,0.
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Alavanca de 3ª classe: Interpotente
A força (potência) está entre o eixo e a resistência
Pá Privilegia a velocidade Vantagem mecânica é menor que 1,0.
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R F E
Alavancas anatômicas
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Alavancas anatômicas
Barra rígida é o osso O eixo é a articulação Resistência é o Peso do segmento ou a
carga externa Força atua na inserção do músculo Na maioria das vezes são de terceira
classe, ou seja, a força está entre o eixo e a resistência.
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Alavancas anatômicas de 1ª classe
Balanço da cabeça R E F R é a peso da cabeça
que tende a flexionar a coluna cervical
E é o eixo F é a força exercida pelos
músculos posteriores (esplênio da cabeça)
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Alavancas anatômicas de 2ª classe
Ficar na ponta dos pés
F R E
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Alavancas anatômicas de 3ª classe
F R E
R F E Mesa romana
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Vantagem Mecânica
Usada para melhorar a performance Pode ser apromirada pelo treinamento É calculada a partir dos braços das
forças
Fórmula básica: VM = bF/bR
Onde VM é a vantagem mecânica (adimensional)
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Vantagem Mecânica
Exemplo para tipo Interfixa (1ª classe):
bF = 5, bR = 5 F E R VM = 5/5 VM = 1.0
Ou seja, o indivíduo pode exercer sobre um objeto a mesma força que ele exerce com seus músculos.
Esta alavanca pode sofrer adequações para produzir o mesmo efeito que as de segunda e terceira classe.
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Vantagem Mecânica
VM = bF/bR Exemplo de interresistente:
bF = 10, bR = 5 F R E VM = 10/5 VM = 2.0
Ou seja, o indivíduo pode aplicar MAIS força do que exerce com seus músculos.
É um meio para “ganhar” força
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Vantagem Mecânica
VM = bF/bR Exemplo de alavanca Interpotente:
bF = 5, bR = 10 R F E VM = 5/10 VM = 0.5
Ou seja, o indivíduo aplica MENOS força do que exerce com seus músculos
Possibilita o ganho de velocidade
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Alavancas em equilíbrio
Possibilita compreender a performance É útil para otimizar o ensino de técnicas esportivas
F x bF = R x bR Onde:
F = força bF = braço da força R = resistência bR = braço da resistência
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Alavancas Anatômicas
Em equilíbrio Fórmula: F x bF = R x bR
F x 4cm = 500 x 20cm 4F = 1000 F = 250N
R F E
Contração Isométrica
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Considerações evolutivas das alavancas
O braço da força é (na maioria das vezes) mais curto que o braço da resistência, resultando assim uma desvantagem mecânica.
Quando o braço da força é menor que o braço da resistência, a função da alavanca é de aumentar a velocidade.
A maioria das alavancas ósseas tem o braço da força menor que o braço da resistência, isto aponta para o fato de que o corpo humano está mais preparado para realizar tarefas que envolvam velocidade do que tarefas que envolvam força.
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Considerações evolutivas das alavancas
O fato da maioria da alavancas do corpo humano privilegiarem a velocidade é consequência da história evolutiva do homem.
Em 4 milhões de anos de evolução, os nossos ancestrais tinham que correr para fugir de grandes predadores, além disto, ser veloz, maximizava a probabilidade de conseguir caçar pequenos animais.
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Estudo Dirigido 01
Identifique a origem e inserção de 20 importantes músculos do aparelho locomotor humano.
Descreva uma situação que envolva cada um destes 20 músculos e descreva o tipo de alavanca constituída em cada caso (tipo, VM, bF e bR).
Use ilustrações (desenhos ou fotos) para cada caso.