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I termini della fisica hanno una definizione
scientifica “rigorosa” che è applicata anche
nel caso umano.
Le grandezze fisiche e le loro unità di misura
sono usate anche nel linguaggio comune.
Il corpo umano richiede: equilibrio e
movimento.
Da oggi farai conoscenza con il concetto di
equilibrio, baricentro, leva, forza, velocità,
accelerazione, lavoro, potenza ed energia,
attrito, elasticità.
Ricorda che il corpo umano è formato anche
da: segmenti ossei, articolazioni, muscoli. Ed
è sempre soggetto alla forza di gravità che lo
attira verso il centro del pianeta.
Cosa è la Biomeccanica: la biomeccanica è
la fisica applicata al corpo umano e quindi
alle attività sportive.
Equilibrio di un corpo(fisica) → stabilità
(biomeccanica)
Cosa vuol dire che un corpo è in
equilibrio? Un corpo è in equilibrio quando
non TRASLA (non si muove in orizzontale,
verticale, obliquo) e non RUOTA.
L’equilibrio è legato ai concetti di base di
appoggio e di baricentro.
Cosa vuol dire traslazione? La traslazione è
un movimento “diritto” orizzontale, verticale,
obliquo.
Cosa è la base di appoggio? La base di
appoggio è l’area “delimitata” dai punti di
appoggio (piedi, mani…, gambe di un
tavolo….) e non i soli punti di appoggio.
Che cosa è il baricentro? Il baricentro è il
punto dove si immagina che sia concentrata
tutta la forza di gravità cui il corpo è soggetto
Dove è il baricentro del corpo umano? Nel
corpo umano ogni singola parte presenta un
peso; si immagina che la risultante di tutte
queste forze peso sia concentrata nel
baricentro. Il baricentro è circa dove
l’ombelico.
Il baricentro del corpo umano è fisso? La
posizione del baricentro cambia in relazione
alla forma e alla posizione di tutte le parti che
compongono il corpo I l baricentro è sempre
vicino all’ombelico, ma si sposta se ci si
muove: se alzi il braccio lo sposti in alto e se
ti pieghi lo sposti in basso
Fino a quando il corpo è in equilibrio? Il
corpo (umano e non) è in equilibrio fino a
quando la VERTICALE che passa per il
baricentro cade all’interno della zona
chiamata base di appoggio. Appena questa
linea verticale esce dalla base di appoggio il
corpo perde equilibrio e cade.
La perdita di equilibrio è immediata?
Quando la verticale non cade al centro della
base d’appoggio ma è spostata verso la
periferia, il corpo perde progressivamente
stabilità (ma non ancora equilibrio); il corpo è
costretto ad aumentare il proprio lavoro
muscolare o a variare la base di appoggio.
10. Come si varia la base di appoggio?
Allargando le gambe, usando un corpo
esterno (ad esempio un bastone), appoggiando
un ginocchio su una superficie (ad esempio il
letto o la sedia), abbassando il baricentro.
11. Cosa dice il principio di stabilità di un
corpo ? il principio di stabilità afferma che
più è basso il baricentro, maggiore è la
stabilità del corpo
maggiore è la base di appoggio maggiore
è la stabilità
maggiore è l’attrito fra corpo e superficie
di appoggio maggiore è la stabilità (w le
scarpe)
12. Che cosa è la forza in fisica? La forza
esprime le azioni responsabili del movimento
di un corpo o di una sua deformazione. La
forza produce variazioni di velocità, fa
curvare, fa fermare, allunga o accorcia un
oggetto. Si misura in Newton (simbolo N).
13. Che cosa è la forza in biomeccanica? La
forza esprime l’azione motoria che permette
all’uomo di vincere una resistenza attraverso
la tensione muscolare della contrazione. La
forza dipende dalla durata dell’azione, dalla
resistenza e dalla velocità esecutiva
Forza motrice o potente: lancio del peso,
pugilato
Forza resistente o resistenza: si manifesta
quando si fa attività prolungata come
canotaggio, sci di fondo, maratona,
campestre, nuoto nelle lunghe distanze
Forza massimale quando la resistenza
raggiunge il limite di sopportazione del
muscolo: sollevamento pesi
Forza veloce: bisogna vincere la forza
resistente con un gesto rapido (scherma,
lancio del giavellotto, salto)
14. Che cosa è la Resistenza? è la forza motoria
che permette all’uomo di mantenere uno
sforzo fisico prolungato sostenendo i sintomi
della fatica. In fisica la fatica non esiste, può
essere una forza espressa da un numero di
Newton molto grande.
15. Qual è la formula della Forza? La formula
della forza, sia in fisica sia in biomeccanica è
sempre data da
16. Forza = massa ∙ accelerazione
Cioè
17. F = m∙a
In palestra dove l’accelerazione è minima, la
forza in un esercizio è indicata dal massimo
carico sollevato in una ripetizione.
18. Come si chiama la formula della forza? La
formula che permette di calcolare la forza è la
seconda legge della dinamica, detta anche
seconda legge di Newton.
19. Nella seconda legge della dinamica, la
massa è esprimibile come vuoi? NO, la
massa va sempre espressa in kg (mai g, mai
mg, mai tonnellate, solo kg). Se non trasformi
i grammi in kg sbagli.
20. Che cosa è L’APPARATO
LOCOMOTORE? L’apparato locomotore
l’insieme di ossa, articolazioni e muscoli. che
consente all’uomo di muoversi, di camminare,
di saltare… sfrutta un complesso sistema di
leve.
21. Cosa fanno le articolazioni? Le articolazioni
hanno la funzione di tenere unite le ossa tra di
loro permettendo il movimento.
22. Cosa fanno i muscoli? I muscoli
costituiscono la parte attiva dell’apparato
locomotore ed avvolgono tutto il corpo e nel
loro complesso costituiscono a quasi metà del
peso totale del corpo.
23. Che cosa è una leva? La leva è una macchina
semplice inventata dall’uomo, ossia un
dispositivo in grado di compiere lavoro
eseguendo un semplice movimento.
24. Qual è lo scopo delle leve? Lo scopo delle
leve è quello di amplificare la forza umana
così da svolgere lavori impossibile per la sola
forza muscolare.
25. Perché è errato dire che le leve sono state
inventate dall’uomo? L’affermazione è
imprecisa perché il corpo umano è formato da
leve e queste leve interne sono essenziali al
movimento dell’uomo.
26. Da cosa è formata una leva? Una leva è
sempre schematizzabile come un’asta rigida
che ruota attorno ad un perno (detto fulcro
della leva), sulla quale agiscono due forze: la
forza resistente (da vincere) e la forza potente
o motrice che si oppone alla resistente.
27. Che cosa è il braccio di una leva? Ogni leva
presenta sempre due bracci (non uno solo),
che si misurano in cm, dm, m,……. Si ha il
braccio resistente (BR) che è la distanza fra
fulcro e forza resistente e braccio potente (BP)
che esprime la distanza fra fulcro e forza
potente
28. Quali sono gli elementi delle leve del corpo
umano?
FULCRO: è l’articolazione su cui si
genera il movimento
FORZA PESO O RESISTENZA (FR) è la
resistenza da vincere (un manubrio o il
segmento osseo)
FORZA MUSCOLARE o Potenza (FP) è il
muscolo che produce la tensione necessaria
a produrre il movimento
Braccio Resistente (BR) è la distanza,
espressa in metri, tra il fulcro e la
resistenza.
Braccio Potente (Bp) è la distanza fra il
fulcro e l’inserzione del muscolo
29. Che cosa è il MOMENTO di una leva? La
leva ha sempre due momenti e non solo uno.
Ed è molto meglio parlare di momento di una
forza piuttosto che di momento di una leva.si
ha il
momento resistente = forza resistente ∙
braccio resistente
momento potente = forza muscolare ∙
braccio potente
e si misurano in Newton ∙metro
30. Quale importante osservazione interessa il
momento di una forza?
Se la forza resistente è grande allora il
braccio resistente è piccolo
Se la forza potente è grande allora il
braccio potente è piccolo
Insomma forza grande con braccio
piccolo e viceversa, forza piccola con
braccio grande.
31. Quale è la condizione di equilibrio di una
leva? Una leva è in equilibrio quando vale la
relazione che impedisce alla leva di ruotare,
cioè:
Momento resistente = momento potente
32. Che cosa è una leva vantaggiosa? una leva
si dice vantaggiosa quando in condizioni di
equilibrio la forza potente è minore di quella
resistente (e se la forza potente è piccola, il
suo braccio è grande)
33. Che cosa è una leva svantaggiosa? una leva
si dice svantaggiosa quando in condizioni di
equilibrio la forza potente è maggiore di
quella resistente (e se la forza potente è
grande, il suo braccio è piccolo)
34. Quanti tipi di leve ci sono? Anche nel corpo
umano esistono tre generi di leve; si
riconoscono osservando cosa si trova
all’interno dello schema.
35. Che cosa è una leva di terzo genere?
La leva di terzo tipo ha la forza
motrice interna ed è sempre e solo
svantaggiosa.
Sono le più numerose del corpo
umano
È responsabile di movimenti piccoli ad
elevata velocità
permette una maggiore velocità e
ampiezza di movimento, cioè un
vantaggio dinamico.
Svantaggio statico (della leva) =
vantaggio dinamico (movimento e
rapidità)
Si trova una leva di terzo genere nella
flessione dell’avambraccio.
Fulcro
→
articolazione del gomito
Resistenza
→
si poggia sulla mano
Potenza:
→
i muscoli della parte
anteriore del braccio
(pinza gelato).
36. Che cosa è una leva di secondo genere?
La leva di secondo tipo ha la forza
resistente interna ed è sempre e solo
vantaggiosa.
Basta poco lavoro muscolare per
spostare grandi pesi
Favorisce piccoli spostamenti per
velocità minori.
Si trova una leva di secondo genere nel
sollevamento sull’avampiedi.
Fulcro
→
avampiede
Resistenza
→
metatarso = tallone +
dorso del piede
Potenza
→
i muscoli del
polpaccio.
(Carrucola, schiaccianoci.)
37. Che cosa è una leva di primo genere?
La leva di primo tipo ha il fulcro
interno e può essere a volte
vantaggiosa, a volte svantaggiosa, a
volte indifferente.
Esempio: il movimento della testa.
Forza resistente
→
la parte
anteriore del cranio
Forza potente
→
i muscoli del
collo
Il fulcro
→
l’articolazione
atlo-occipitale alla base del cranio.
(Altalena, forbici)
Compito: cerca su internet un esempio
di leva di primo genere vantaggiosa sia
del corpo umano che della vita
quotidiana.
