O documento discute as máquinas simples e sua aplicação na biomecânica do corpo humano. Ele aborda os princípios das alavancas, polias e plano inclinado e como esses conceitos se aplicam aos movimentos humanos e às articulações do aparelho locomotor. O objetivo é analisar como essas máquinas simples possibilitam e facilitam as ações do corpo através da mecânica e fisiologia musculoesquelética.

1. BIOMECÂNICA
Máquinas simples
Prof. Dr. Felipe P Carpes
Website de apoio
http://sites.google.com/site/biomecunipampa

2. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
AVISOS
Semana que vem
Avaliação teórica 1

3. Princípio de alavancas
Alavancas no corpo humano
Sistemas com polias
Bandas elásticas
Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Tópicos

4. 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
Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Objetivos

5. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Retrospectiva

6. Alavancas
Roldanas ou polias
Plano inclinado
Função:
possibilitar ou facilitar uma ação humana
Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
O que é uma máquina simples

7. 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
Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Trabalho de uma força

8. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Alavancas

9. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
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

10. EFICIÊNCIA DE UMA ALAVANCA
Vantagem mecânica
r
e
B
B
VM =
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.
Biomecânica - Felipe Carpes – www.ufsm.br/gepec/biomecBiomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Alavancas

11. VM = 1
Be = Br
Neste caso, a alavanca apenas altera a direção do
movimento, Não ampliando nenhuma das forças
FORÇA RESISTÊNCIA
Be Br
Biomecânica - Felipe Carpes – www.ufsm.br/gepec/biomecBiomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Alavancas

12. VM > 1
Be > Br
A alavanca amplia a força de esforço. Com menor
força se vence cargas mais elevadas.
FORÇA RESISTÊNCIA
Be Br
Biomecânica - Felipe Carpes – www.ufsm.br/gepec/biomecBiomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Alavancas

13. VM < 1
Be < Br
Nesse caso é necessária uma força muito maior
para vencer a resistência.
FORÇA RESISTÊNCIA
Be Br
Biomecânica - Felipe Carpes – www.ufsm.br/gepec/biomecBiomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Alavancas

14. 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
Biomecânica - Felipe Carpes – www.ufsm.br/gepec/biomecBiomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Bioalavancas

15. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
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

16. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Tipos de alavancas
2ª classe ou inter-resistentes
Exige menos força
Exemplo: ação do braquiorradial e extensores do punho

17. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Tipos de alavancas
3ª classe ou inter-potente
A mais comum
Possui um arranjo para grande movimento distal

18. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
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?

19. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
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.

20. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Polias ou roldanas
Tendões podem funcionar como polias ao redor da articulação
Polia fixa – somente altera a direção da força, sem alterar a sua magnitude
Polia fixa = alavanca interfixa = braço de força (r) igual ao braço de resistência (r)
Vantagem mecânica = 1
FA = P = FR
FA . r = FR . r

21. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Polias ou roldanas
Polia móvel - permitem exercer força menor do que a carga a ser vencida
Polia móvel = alavanca inter-resistente = braço de força (r) igual ao dobro do
resistência (r)
Vantagem mecânica = 2
FA = FR/2
FA . 2r = FR . r

22. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Polias ou roldanas
Combinação de polias
FA = P/2

23. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Polias ou roldanas
Combinação de várias polias
Talha exponencial
N
A
R
M
F
F
V 2== N = número de polias móveis
Cada polia móvel faz com que a carga externa
ofereça metade da resistência

24. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Sistemas de tração
Polias fixas
Qual o valor da força de tração
exercida sobre a perna do
paciente na figura ao lado?

25. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Sistemas de tração
Polias fixas
Qual o valor da força de tração
exercida sobre a perna do
paciente na figura ao lado?

26. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Sistemas de tração

27. Biomecânica - http://sites.google.com/site/biomecunipampa
Referências básicas
HK = Hamill J; Knutzen KM. Bases biomecânicas do movimento humano. 2ª
edição. Editora Manole, 2008
OF = 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.