Centro de Gravidade e Estabilidade Corporal

Centro de Gravidade

o centro de gravidade de um corpo é o ponto onde pode ser considerada a aplicação da força da gravidade. Se as dimensões do corpo forem pequenas, em comparação ao tamanho da Terra, é possível demonstrar que o centro de gravidade praticamente coincide com o centro de massa.

para quem não conhece, essa águia de brinquedo se equilibra apenas pelo bico. Isso se deve ao fato de ela ter pesos equivalentes em suas asas, deslocando seu centro de massa para ponta do bico. Por isso ela consegue ficar equilibrada desse jeito, pois o equilíbrio depende da posição do centro de massa.







Estabilidade Corporal

Propriedade de um corpo em equilíbrio que tende a retomar a sua posição inicial, quando dela for desviado.

Princípios da estabilidade.

* Base de apoio.
* Altura do centro de gravidade.
* Linha de ação da força peso.
* Massa

http://www.portaleducacao.com.br/fisioterapia/artigos/16104/introducao-ao-estudo-do-equilibrio-corporal

Estudo dirigido sobre CG e estabilidade

1- O que é o centro de gravidade? Qual a diferença entre centro de massa e centro de gravidade?
Centro de gravidade é quando o peso corporal se origina em um ponto, ou o ponto sobre qual todas as partículas do corpo (massa) estão uniformemente distribuídas.
Ponto sobre qual o somatório dos torques é zero, translação.
Centro de massa é o ponto sobre qual a massa do corpo está uniformemente distribuída.
Centro de gravidade é quando a força atuando é gravitacional.

2- O centro de gravidade pode ter sua posição alterada no corpo humano?Como?
Sim, pois o centro de gravidade varia dependendo da posição do corpo.

3- Quais as formas de se determinar a posição do centro de gravidade no corpo humano?
Através dos métodos experimentais: método da prancha de reação. A determinação do CG é feita com o próprio sujeito.Métodos analíticos: A determinação do CG é feita matematicamente através de modelos que representam o sujeito.Método segmentar: as partes individuais do corpo são consideradas como sendo segmentos da reta articulados.

4- Qual(is) a(s) utilidade(s) do centro de gravidade em biomecânica?
Representa o corpo em análises mecânicas.É utilizado em análises do equilíbrio corporal.É indicador do posicionamento corporal.

5- O que é o centro de pressão?
É o ponto de aplicação da resultante das forças verticais atuando na superfície de suporte.Representa um resultado coletivo do sistema de controle postural e da força de gravidade.

6- Quais são os princípios mecânicos da estabilidade?
Base de apoio, altura do centro de gravidade, linha de ação da força do peso, massa.

7- Considerando a estabilidade corporal, que outras variáveis a afetam em humanos?
Visão, sistema vestibular, sistema somatossensorial.

8- Um calçado com maior altura no calcanhar pode alterar a estabilidade?Por quê?
Sim.

9- Por que em um idoso o controle postural geralmente é alterado?
O controle postural de um idoso é prejudicado através de seu equilíbrio e sua base de apoio. O idoso perde massa muscular e força nos quadríceps o que causa o desequilíbrio. 

10- Por que em obesos o controle postural geralmente é alterado?
Devido a uma alteração do centro de gravidade dos sujeitos com características de sobrepeso e obesidade.

11- Por que sujeitos mais fortes tendem a ter melhor controle postural?
São sujeitos que possuem maior quantidade de massa muscular,mais força em sua base de apoio e maior equilíbrio.

12- O que é o centro de pressão?
É o ponto onde age a resultante das forças aerodinâmicas e o momento de arfagem é nulo.

13- Quais as variáveis mais comumente analisadas em relação COP?
Amplitude, comprimento, velocidade, limite AP, outras.

Estática- Torque e Condições de Equlíbrio

Torque

Torque é uma força que tende a rodar ou virar objetos. Você gera um torque toda vez que aplica a força usando uma chave de boca. Apertar as porcas das rodas de seu carro é um bom exemplo. Quando você usa uma chave de roda, aplica determinada força para manejá-la. Essa força cria um torque sobre o eixo da porca, que tende a girar este eixo.

T = - F . d

exemplo: ao fechar a porta de um carro, de 0,9 m de comprimento, nota-se que esta gira no sentido horário. Sabendo que a força aplicada à porta é de 4 N, qual será o valor da intensidade do Torque em relação ao ponto fixo da porta?

Sabemos que o torque, quando o movimento é no sentido horário, é dado por:

T = - F . d

Sendo:

d = 0,9m e F = 4 N

assim:

T = - 4 . 0,9

Portanto:

T = -3,6 N.m

Podemos concluir que o torque é inversamente proporcional à distância d em relação ao ponto de rotação. Devido a esse fato é que se coloca a maçaneta das portas na extremidade oposta ao ponto de rotação.

Condições de equilíbrio de um corpo 

Para que um corpo esteja em equilíbrio, além de não se mover, este corpo não pode girar. Por isso precisa satisfazer duas condições:

1. O resultante das forças aplicadas sobre seu centro de massa deve ser nulo (não se move ou se move com velocidade constante).                                                                                                                                
2. O resultante dos Momentos da Força aplicadas ao corpo deve ser nulo (não gira ou gira com velocidade angular constante).

Tendo as duas condições satisfeitas qualquer corpo pode ficar em equilíbrio, como esta caneta:

 

Exemplo: Em um circo, um acrobata de 65kg se encontra em um trampolim uniforme de 1,2m, a massa do trampolim é 10kg. A distância entre a base e o acrobata é 1m. Um outro integrante do circo puxa uma corda presa à outra extremidade do trampolim, que está a 10cm da base. Qual a força que ele tem de fazer para que o sistema esteja em equilíbrio.

Como o trampolim é uniforme, seu centro de massa é exatamente no seu meio, ou seja, a 0,6m. Então, considerando cada força:

Pela segunda condição de equilíbrio:

Estudo dirigido sobre torque e condições de equilíbrio estático

1- Qual a diferença entre translação e rotação?

Translação de um corpo rígido é aquele que todos os pontos se movem paralelamente.

Rotação de um corpo rígido é aquele que deixa pelo menos um ponto fixo.

2- Apresente exemplos de movimentos de rotação e de translação os quais realizamos no nosso dia a dia?
Rotação de cabeça (direito, esquerdo) e da coxa (medial e lateral).

3- O que é o torque?

 Efeito de uma força que age em uma distância perpendicular ao eixo de rotação.

4- Quais as variáveis mecânicas que influenciam a produção de torque em uma articulação?

Comprimento muscular e braço de momento.

5- Quais variáveis não mecânicas que podem influenciar a produção de torque em uma articulação? Dê exemplos e explique por que.

Variáveis fisiológicas, como o movimento humano que é gerado pela produção de força  por músculos que se inserem em ossos articulados por juntas, constituindo as alavancas. 

6- O que significa equilíbrio estático?
É o arranjo de forças atuantes sobre determinado corpo em repouso de modo que a resultante dessas forças tenha módulo igual à zero (acelerado ou não) .

7- Quais são as condições para garantir o equilíbrio estático?
O somatório das forças tem que ser igual a zero e não há rotação.

8- Para uma pessoa com massa corporal de 80 kg, quanto pesará:
a- Cabeça: 6,24 Kg
b- Mão: 0,48 Kg
c- Antebraço: 1,28 Kg
d- Coxa: 7,76 Kg
e- Perna+pé: 4,8 Kg

9- O que é uma alavanca?
São hastes rígidas que podem girar em torno de um eixo sob a ação de força específica. No corpo humano é representada pelo osso.

10-  Quais os tipos de alavancas?

Alavancas interfixas (de equilíbrio), inter-resistentes (de força ou de esforço) e interpotentes (de velocidade).

11- O que é vantagem mecânica?

À vantagem que se obtém ao usar uma alavanca, permitindo que uma resistência possa ser vencida com menor esforço.

12- Para que serve uma alavanca no corpo humano?
Para movimentar uma resistência.

13- Qual o tipo de alavanca mais encontrado no corpo humano?

São as inter-resistentes.

14- Qual a função de uma polia fixa?

Muda a direção e sentido de uma força, mantendo sua intensidade.

15- Qual a função de uma polia móvel?

Uma polia móvel consegue aumentar ou diminuir a intensidade de forças, mas tem a inconveniência de  diminuir o deslocamento do corpo.