elementi di biomeccanica

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FORZE CHE AGISCONO SU SEGMENTI VINCOLATI COMPONENTE ROTATORIA = FORZA EFFICIENTE CHE INDUCE IL MOVIMENTO COMPONENTE LONGITUDINALE = VIENE ANNULLATA DAL VINCOLO L'efficacia della forza data (momento) è dunque uguale al prodotto della componente rotatoria per la sua distanza dal punto fisso (braccio) M=Fxb RESISTENZE PASSIVE FORZE CHE SI OPPONGONO AL MOVIMENTO DI UN CORPO , ORIGINANDOSI NEL MOMENTO IN CUI IL CORPO SI METTE IN MOVIMENTO E CESSANDO NEL MOMENTO IN CUI SI ARRESTA RESISTENZE INTERNE O ATTRITI INTERNI DOVUTA ALLE RESISTENZE DELLE DIVERSE PARTI (AD ES. QUELLI CHE

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Page 1: Elementi Di Biomeccanica

FORZE CHE AGISCONO SU SEGMENTI VINCOLATICOMPONENTE ROTATORIA = FORZA EFFICIENTE CHE INDUCE IL MOVIMENTOCOMPONENTE LONGITUDINALE = VIENE ANNULLATA DAL VINCOLOL'efficacia della forza data (momento) è dunque uguale al prodotto della componente rotatoria per la sua distanza dal punto fisso (braccio) M=Fxb

RESISTENZE PASSIVE FORZE CHE SI OPPONGONO AL MOVIMENTO DI UN CORPO , ORIGINANDOSI NEL MOMENTO IN CUI IL CORPO SI METTE IN MOVIMENTO E CESSANDO NEL MOMENTO IN CUI SI ARRESTA

RESISTENZE INTERNE O ATTRITI INTERNIDOVUTA ALLE RESISTENZE DELLE DIVERSE PARTI (AD ES. QUELLI CHE NASCONO DALLA FRIZIONE DEI TENDINI CONTRO I PROMONTORI OSSEI

RESISTENZE ESTERNE O ATTRITI ESTERNISONO LE RESISTENZE DEL MEZZO IN CUI UN CORPO SI MUOVE (ARIA / FLUIDI / SOLIDI / ETC…)NELLA FASE DI SPINTA DEL CAMMINO , IL PIEDE IN APPOGGIO SPINGE CONTRO IL TERRENO IN DIREZIONE BASSO-DIETRO ; LA REAZIONE DEL TERRENO HA STESSA DIREZIONE MA VERSO OPPOSTO ; LA COMPONENTE TANGENZIALE DI QUESTA REAZIONE , CHE RENDE POSSIBILE LA TRASLAZIONE IN AVANTI E’ LA FORZA DI ATTRITO CHE SI OPPONE A CHE IL PIEDE SCIVOLI INDIETRO

L’ATTRITO RISULTA PROPORZIONALE ALLA FORZA PREMENTE E AL COEFFICIENTE DI ATTRITO ( LA

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RIDUZIONE DI UNO O AMBO I FATTORI POSSONO RENDERE IMPOSSIBILE UNA REAZIONE ADEGUATA COME AD ES. CAMMINARE SUL GHIACCIO , PAVIMENTI BAGNATI O LEVIGATI ….. CON BASSO COEFFICIENTE DI ATTRITO)

MOLTI ESPEDIENTI E DISPOSISTIVI SERVONO AD AUMENTARE IL COEFFICIENTE DI ATTRITO (SUOLE DI GOMMA , PUNTALI DI GOMMA PER STAMPELLE E BASTONI , ETC….)IN ALTRI CASI RISULTA OPPORTUNO RIDURRE L’ATTRITO ( AD ES. NELLE CARTILAGINI IALINE ARTICOLARI , NELLE GUAINE TENDINEE , ETC…..)

MACCHINE

DISPOSITIVI PIU’ O MENO COMPLESSI CHE SERVONO AD EQUILIBRARE O A TRASMETTERE FORZE , MUTANDONE DIREZIONE , INTENSITA’ , O A VARIARNE IN QUALCHE MODO GLI EFFETTI

UNA MACCHINA E’ IN EQUILIBRIO QUANDO IL SISTEMA DI FORZE APPLICATO E’ NULLO

TRA LE MACCHINE SEMPLICI LA PIU’ INTERESSANTE PER LA MECCANICA UMANA E’ LA LEVA ; NELLA FORMA PIU’ TIPICA LA LEVA E’ UNA SBARRA RIGIDA CHE RUOTA INTORNO AD UN ASSE ( IL FULCRO) , ALLA QUALE VENGONO APPLICATE FORZE ANTAGONISTE. LA LEVA E’ IN EQUILIBRIO QUANDO LA SOMMA DEI MOMENTI DELLE FORZE E’ NULLA : M = Pxbp – Rxbr = 0

FIGURA 63 ?

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ESEMPIO DI LEVE IN EQUILIBRIO NEL CORPO UMANO IN POSIZIONE ERETTA , LA LINEA DI GRAVITA’ DEL CAPO PASSA DAVANTI ALL’ASSE DI ROTAZIONE TRASVERSALE DELLE ARTICOLAZIONI TRA CRANIO E C1 , PER CUI IL PESO TENDE A FAR FLETTERE IL CAPO L’EQUILIBRIO E’ GARANTITO DALLA CONTRAZIONE DEGLI ESTENSORI DEL CAPO CHE SI CONTRAGGONO CON FORZA SUFFICIENTE PERCHE’ IL LORO MOMENTO SIA UGUALE AL MOMENTO DELLA GRAVITA’

FIGURA 65 (CALCOLO DEL MOMENTO PER FORZE NON PERPENDICOLARI AL BRACCIO)

LEVA DI I° GENERE (FULCRO INTERPOSTO TRA P ED R ; LE DUE FORZE HANNO VERSO UGUALE) LEVA DI II° GENERE (R INTERPOSTO TRA FULCRO E P ; LE DUE FORZE HANNO VERSO OPPOSTO) LEVA DI III° GENERE (P INTERPOSTO TRA FULCRO E R ; LE DUE FORZE HANNO VERSO OPPOSTO)

TUTTO QUESTO ASSUME INTERESSE SE RIFERITO AL SISTEMA MUSCOLO-SCHELETRICO DOVE : IL FULCRO COINCIDE CON L’ASSE DI ROTAZIONE ARTICOLARE LA DIREZIONE DELLA FORZA E’ DATA DALLA LINEA DI TRAZIONE DEL MUSCOLO IL PUNTO DI APPLICAZIONE DELLA FORZA CORRISPONDE AL PUNTO DI INSERZIONE MUSCOLARE SULL’OSSO IL BRACCIO DELLA FORZA DIPENDE DALLA DISTANZA DELL’INSERZIONE MUSCOLARE DALLA ARTICOLAZIONE E DALL’ANGOLO DI TRAZIONE DEL MUSCOLO

*ANGOLO DI TRAZIONE DEL MUSCOLO = angolo che si forma tra la direzione del muscolo ed il segmento che unisce la sua inserzione all’asse di rotazione

FIGURA 70

NELLA FLESSIONE DELL’AVAMBRACCIO , IL BRACCIO (b) DEL BICIPITE VA CONTINUAMENTE AUMENTANDO PER RAGGIUNGERE IL MAX POCO DOPO I 90° DI FLESSIONE , PER POI RIDURSI PROGRESSIVAMENTE

NEL CORPO SONO PRESENTI ANCHE SALIENZE E DISPOSITIVI (ES. OSSA SESAMOIDI) IL CUI SCOPO E’ APPUNTO QUELLO DI MODIFICARE L’ANGOLO DI TRAZIONE , MIGLIORANDO COSI’ IL BRACCIO E QUINDI L’EFFICACIA ROTATORIA DEL MUSCOLO ; LA ROTULA AD ES. CONSENTE AL MM. QUADRICIPITE DI CONSERVARE UN DISCRETO BRACCIO DI LEVA ANCHE NELLA FLESSIONE ESTREMA (IN ASSENZA DELLA ROTULA IL TENDINE ROTULEO SI INCASTREREBBE NELLA TROCLEA TRA I CONDILI FEMORALI , AVVICINANDOSI DI MOLTO ALL’ASSE DI ROTAZIONE)

FIGURA 74

QUINDI PER DEFINIRE IL VANTAGGIO DI UNA LEVA SCHELETRICA NON BASTA CONOSCERE I PUNTIDI APPLICAZIONE DELLE FORZE , MA OCCORRE CONOSCERE ANCHE L’ANGOLO DI TRAZIONE CON CUI QUESTE FORZE AGISCONO

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FIGURA 73ARTO SUPERIORE AL FIANCO CON GOMITO FLESSO E AVAMBRACCIO ORIZZONTALEFULCRO AL GOMITOPUNTO DI APPLICAZIONE DELLA R AL BARICENTRO DEL SISTEMA AVAMBRACCIO-MANO (POCO PIU’IN BASSO DELLA META’ DELL’AVAMBRACCIO)PUNTO DI APPLICAZIONE DELLA FORZA DEL MUSCOLO BRACHIORADIALE SULLA STILOIDE RADIALE(SUBITO SOPRA IL POLSO)E’ UNA LEVA DI II° GENERE CHE NON GODE DI VANTAGGIO MECCANICO PERCHE’ L’ANGOLO DI TRAZIONE DEL BRACHIORADIALE , INFERIORE DI 30°, ANNULLA IL VANTAGGIO OFFERTO DALLA MAGGIOR DISTANZA DEL FULCRO DALLA INSERZIONE MUSCOLARE RISPETTO A QUELLA DEL BARICENTRO (L’ANGOLO SOTTO IL QUALE AGISCE LA GRAVITA’ E’ DI 90°)

IN OGNI CASO NON E’ TANTO IMPORTANTE CONOSCERE IL GENERE DI LEVA , QUANTO QUALE SIA IL VANTAGGIO MECCANICO IN UNA DETERMINATA POSIZIONE

PER SAPERE SE L’AZIONE DI UN MUSCOLO SU UNA LEVA OSSEA SIA VANTAGGIOSA O MENO RISULTA SUFFICIENTE MISURARE I BRACCI DELLE DUE FORZE (P & R) IN AZIONE , BRACCI CHE POSSONO MODIFICARSI DURANTE IL MOVIMENTOES. IL GASTROCNEMIO BUON FLESSORE DEL GINOCCHIO ALL’INIZIO DEL MOVIMENTO , CEDE PRESTOIL PASSO AGLI ISCHIO-CRURALI LA CUI EFFICACIA MECCANICA VA RAPIDAMENTE CRESCENDO DOPOI PRIMI GRADI DI MOVIMENTO

PER SAPERE QUALE DI DUE O PIU’ MUSCOLI , IN UNA DATA POSIZIONE , E PIU’ EFFICACE NEL DETERMINARE IL MOVIMENTO , E’ SUFFICIENTE OSSERVARE QUALE DI ESSI SIA PIU’ “LONTANO” DALLA ARTICOLAZIONE (LA DISTANZA DEL MUSCOLO DALL’ASSE DI ROTAZIONE E’ APPUNTO IL BRACCIO CONIL QUALE AGISCE E DA CUI DIPENDE LA SUA EFFICACIA)

FIGURA 76

AD ES. FLETTENDO LA GAMBA SI SENTONO BENE DIETRO IL GINOCCHIO I TENDINI DEI MUSCOLI FLESSORI CHE SI ALLONTANANO PROGRESSIVAMENTE DAI PIANI PROFONDI , FINO CIRCA ALL’ANGOLO RETTO (SE NE DEDUCE UN PROGRESSIVO AUMENTO DELLA LORO EFFICACIA MECCANICA)

CONSIDERIAMO ORA UN MUSCOLO BIARTICOLARE (MUSCOLO CHE DA UNA INSERZIONE ALL’ALTRA SALTA DUE ARTICOLAZIONI)BISOGNERA’ CONSIDERARE QUINDI DUE ASSI DI ROTAZIONE E I DIFFERENTI MOMENTI DEL MUSCOLORISPETTO ALLE DUE ARTICOLAZIONI

IL BICIPITE FEMORALE AD ES. HA UN BRACCIO MIGLIORE A LIVELLO DELL’ARTICOLAZIONE SUPERIOREPER CUI E’ MIGLIORE ESTENSORE DELLA COSCIA CHE FLESSORE DELLA GAMBAFIGURA 78

I BRACCI DELL’AZIONE MUSCOLARE SONO NORMALMENTE PIUTTOSTO PICCOLI , MENTRE LE RESISTENZEPOSSONO ESSERE APPLICATE ANCHE A PARECCHIE DECINE DI CENTIMETRI :OCCORRONO AD ES. FORZE DI ALCUNE CENTINAIA DI Kg. NEI MUSCOLI ERETTORI DELLA CERNIERA LOMBO-SACRALE PER TENERE IN MANO UNA TRENTINA DI Kg. A 30 Cm. DAL CORPO

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FIGURA 80

IN ALCUNI CASI RISULTA UTILE RIDURRE LE RESISTENZE CHE IL MUSCOLO DEVE VINCERESUPPONIAMO DI DOVER ESERCITARE DEI MUSCOLI CONTRO LA RESISTENZA DI UN GRUPPO DI SEGMENTI CORPOREI , AD ES. I FLESSORI D’ANCA CONTRO IL PESO DELL’ARTO INFERIORE ; IL BRACCIO DELLA RESISTENZA PUO’ ESSERE RIDOTTO IN DUE MODI : AUMENTANDO L’INCLINAZIONE DELL’ARTO RISPETTO ALL’ORIZZONTALE (IL BRACCIO DELLA GRAVITA’ E’

MAX QUANDO IL BARICENTRO E’ ALLA STESSA ALTEZZA DELL’ASSE DI ROTAZIONE ; INFATTI IL SEGMENTO CHE UNISCE QUESTI DUE PUNTI , ORIZZONTALE, E’ PERPENDICOLARE ALLA FORZA DI GRAVITA’)

MODIFICANDO LA POSIZIONE RECIPROCA DEI SEGMENTI CHE COSTITUISCONO L’ARTO INFERIORE ; FLETTENDO IL GINOCCHIO , LA LINEA DI GRAVITA’ SI AVVICINA SENSIBILMENTE ALLA ARTICOLAZIONE DELL’ANCA

Figura 81

.

DALL’ANGOLO DI TRAZIONE DELLA FORZA DIPENDE ANCHE L’INTENSITA’ DELLA COMPONENTE LONGITUDINALE FORZA , OSSIA DELLA COMPONENTE CHE AGISCE LUNGO LA RETTA CHE PASSA PER IL PUNTO DI APPLICAZIONE DELLA FORZA E PER IL FULCRO

QUANDO L’ANGOLO DI TRAZIONE E’ INFERIORE A 90° , IL VERSO DELLA COMPONENTE E’ DIRETTO VERSO IL FULCRO (ARTICOLAZIONE) ; E’ EVIDENTE L’EFFETTO “STABILIZZANTE” DI QUESTA AZIONE.

UN ESEMPIO INTERESSANTE DI SFRUTTAMENTO DELLA COMPONENTE LONGITUDINALE SI HA A LIVELLO DELLA SCAPOLO-OMERALE , NEL GIOCO RECIPROCO TRA DELTOIDE E SOPRASPINOSO PER IMPEDIRE LA LUSSAZIONE SUPERIORE DELLA TESTA DELL’OMERO DA PARTE DEL DELTOIDE

FIG. 82

dell'estremo superiore dell'ulna. È il becco dell'olecrano che in questo caso si incastra contro la troclea omerale, impedendo la lussazione.

Un'altra macchina le cui applicazioni riguardano anche la meccanica del corpo umano è la da~ o puleggia: una ru revole attorno ad un asse, munita di una gola in cui scorre una fune'. Scopo della puleggia fissa è quello dimodificare la linea di azione di una forza. Grazie alla carrucola, il peso di un secchio pieno d'acqua viene vinto da una forza che anziché agire dal basso in alto agisce ancora, come il peso, dall'alto in basso, sfruttando meglio l'azione dei muscoli (fig. 83). Non vi è vantaggio meccanico, visto che le due forze sono a distanza pari (uguale al raggio) dall'asse della carrucola.

Page 6: Elementi Di Biomeccanica

MF = MCr

Fu:. 84. - Utilizzazione di due carrucole per la sospensione di un arto. 1 pesi debbono equilibrare la componente efficace della gravità.

Sono numerose le applicazioni della carrucola in molte tecniche ortopediche e cinesiterapiche (fig. 84). Ma si possono trovare anche, con un po' di buona volontà, esempi di puleggie fisse nel comportamento di alcune sporgenze ossee o lamine fibrose intorno alle quali il muscolo, più frequentemente il tendine, gira modificando la direzione della propria trazione (la rotula per il quadricipite, il malleolo laterale per il peroneo lungo - fig. 85).

È evidente che la direzione della forza applicata dal muscolo sull'osso (dallaquale dipende l'angolo di trazione e quindi l'efficacia del muscolo) è quelladell'ultimo tratto che precede l'inserzione: ossia la retta che passa per l'inserzione

e per il punto fisso di riflessione del muscolo o del tendine contro la sporgenzaossea o la puleggia fibrosa. Modificando la direzione della forza, la carrucola può

migliorarne l'angolo di trazione e in questo modo aumentarne l'efficacia (fig. 74).In alcune sedi, strutture anatomiche particolari si oppongono invece all'al

lontanamento del muscolo o del suo tendine dall'asse articolare. È il caso deilegamenti trasversi del polso e della caviglia e delle puleggie fibrose che tengono i

tendini dei flessori lunghi a contatto con la faccia anteriore delle falangi (fig. 86).

S. Boccardi - A. LissoniFu:. 85. - Il malleolo laterale funge da carrucola nei confronti dei peronei laterali.

Anche in questo caso quanto viene perduto in vantaggio meccanico viene acquistato in ampiezza e velocità del movimento. E chi trae

godimento dalle vertiginose sequenze di note di una variazione brahmsiana o di una improvvisazione jazzistica per pianoforte, o

anche soltanto vantaggio dal lavoro di una . brava dattilografa non può che rallegrarsi degli espedienti che consentono alle falangi

delle dita di raggiungere velocità di movimento davvero considerevoli.La puleggia mobile è invece una ruota che gira attorno ad un asse che si sposta durante la rotazione e al quale viena applicata

la resistenza, mentre un estremo della fune è fisso. In questo caso l'asse di rotazione non è quello della ruota, ma la perpendicolare

al piano della puleggia nel punto di tangenza della1 or

Fu:. 86. - Le pulegge fibrose che tengono aderenti alle falangi i tendini dei flessori lunghi delle dita.

Cinesiologia 81

fune con la puleggia (fig. 87). Il braccio della potenza è uguale a 2r, mentre quello della resistenza è r. Il vantaggio meccanico è quindi

2. Va rilevato però che in condizioni di equilibrio, se l'intensità della potenza è la metà di quella della

ae si

Page 7: Elementi Di Biomeccanica

lla1 Kg b )

Fiu. 87. - Puleggia mobile: la forza necessaria è 0.5 kg.

resistenza, lo spostamento del punto di applicazione della potenza è il doppio di quello della resistenza, per cui i due lavori sono ancora una

volta uguali.

Puleggie mobili vengono utilizzate a volte per trazioni su segmenti corporei e in particolare per il rachide cervicale (fig. 88).

82 S. Boccardi - A. Lissonic

Fit;. 88. - Puleggia mobile utilizzata per la trazione.

Ancora nel corpo umano è riconoscibile un altro tipo di macchina: la ruota con asse, costituita da una ruota applicata'ad un cilindro

con asse coassiale (fig. 89). Anche in questo caso, che è un'applicazione particolare della leva, il vantaggio è uguale al rapporto tra

il raggio della ruota e il raggio del cilindro, o di un'altra ruota con lo stesso asse (sterzo, argano, trasmissioni a cinghia, ruota dei

veicoli).

ar ap

lMma

Fu:. 89. - La ruota con asse: sistemazione vantaggiosa per la potenza.

iiAii

Cinesiologia 83

Nella rotazione del tronco, che avviene attorno ad un asse verticale che passa per i corpi vertebrali, i muscoli obliqui dell'addome si inseriscono alla periferia di quella che possiamo considerate una ruota. Negli ultimi gradi, la resistenza è rappresentata anche dalla tensione elastica dei rotatori brevi che fanno parte del gruppo dei muscoli paravertebrali. La differenza di raggio tra le due « ruote » spiega la maggiore efficacia dei muscoli larghi dell'addome.

Le deformazioni. <j ucl_~0 dt II.,_

Come abbiamo detto, le leggi del movimento descritte finora si applicano a corpi ideali supposti rigidi. E in pratica, nei limiti delle forze e delle accelerazioni che agiscono nel o sul corpo umano, l'approssimazione è nella maggior parte dei casi lecita. Ma in realtà la materia è discontinua, esistono forze interne ai corpi e le forze che agiscono dall'esterno tendono a deformarli, oltre che a modificarne lo stato di moto. Lo studio delle deformazioni è importante per la comprensione di molti fenomeni biomeccanici, come la genesi delle fratture, le modalità di impiego delle osteosintesi, l'importanza dell'elasticità muscolare per la motilità dell'uomo.

Occorre premettere che oltre che in un punto ben determinato, come finora abbiamo considerato per semplicità, le forze possono essere applicate ad un corpo con vari tipi di distribuzione: su una linea (membrana di un tamburo), su una superficie (il vento su una vela), sull'intero volume (la forza di gravità).

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È particolarmente interes"nte il caso di una forza che agisce su una superficie. Si chiama forza specifica areale il rapporto tra la forza applicata e l'elemento di superficie su cui è applicata. Si chiama invece pressione il rapporto tra la componente della forza normale alla superficie e l'elemento di superficie. Nel caso dell'appoggio di un solido su un piano orizzontale, la pressione è il carico per centimetro quadrato di superficie di contatto.

La componente tangenziale della forza divisa per l'elemento di superficie prende invece il nome di componente di taglio della forza.

Il concetto di pressione è interessante per comprendere molti aspetti della meccanica umana. Gli sci aumentano la superficie di appoggio sulla neve, riducendo proporzionalmente la pressione e consentendo così alla neve di offrire la controforza necessaria perché lo sciatore non affondi. Se è proprio indispensabile, è preferibile farsi pestare il piede da un solido e largo tacco quadrato che da un gentile e affinato tacco a spillo. Naturalmente a parità di peso assoluto del pestatore.

Il concentrarsi della pressione in alcuni punti di maggiore contatto per la presenza di sporgenze ossee è la causa malaugurata - e quasi sempre evitabile - dell'aprirsi di piaghe da decubito nei pazienti allettati a lungo. Ricordiamo a questo proposito come i materiali soffici, e in particolare i fluidi, suddividono meglio la pressione: tra i migliori materassi antidecubito sono quelli ad acqua.

Unità di misura della pressione sono il newton per cm' e la dyn per cm' o baria.

S. Boccardi - A. Lissoni

l i

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I6

Una tipica deformazione si ha quando un corpo viene sottoposto a compressione. Se la compressione è uniforme su tutto il

corpo, questo conserva la sua forma ma riduce il suo volume, in funzione di un coefficiente di comprimibilità che è diverso da

materiale a materiale ma comunque è sempre molto piccolo.

Se il corpo solido è fissato da un lato ad un piano, mentre sulla superficie opposta si esercità una forza tangenziale (taglio) si

ha un cambiamento di forma, a volume costante, che prende il nome di deformazione per scorrimento. Se la forza deformante è

una coppia, lo scorrimento delle molecole determina una torsione: anche in questo caso, la forma cambia ma il volume rimane

costante.

In altri casi si hanno deformazioni contemporanee di volume e di forma. Si ha trazione quando la forza agisce nel senso

dell'allungamento (di un filo, di un cilindro, di un prisma). Il solido si allunga mentre il diametro trasversale si riduce e nello stesso tempo

si ha una piccola variazione di volume. Nella compressione assiale si ha una deformazione analoga alla trazione, ma di senso contrario.

L'inverso del rapporto tra la variazione nella direzione della trazione (o della compressione) e la variazione in direzione

perpendicolare a questa si chiama indice di Poisson e non supera mai 1/2: è un indice della comprimibilità del materiale.

Nella flessione una sbarra fissata ad un estremo è sottoposta all'altro estremo ad una forza perpendicolare alla sua lunghezza. La

Page 9: Elementi Di Biomeccanica

sbarra si incurva e l'entitài

i

Ft(:. 90. - La freccia delle due curve in una scoliosi.K

l

Ja

i

Il

Cinesiologia 85

dello spostamento dell'estremo libero si chiama freccia o saetta (per analogia si chiama così nelle scoliosi la distanza tra la verticale teorica delle apofisi spinose e l'apice della curva scoliotica (fig. 90). Dal lato convesso della sbarra si sviluppano forze di tensione, dal lato concavo di compressione.

In tutti i casi in cui un corpo, cessata la causa che lo ha deformato, riprende la forma e il volume primitivi la deformazione si dice elastica. Questa proprietà, che entro certi limiti di intensità della forza applicata vale per tutti i corpi e quindi anche per i tessuti che compongono il corpo umano, dipende dal fatto che la forza deformante provoca la creazione di una forza opposta, la forza elastica, che tende a riportare il corpo deformato alla situazione iniziale, restituendo il lavoro fatto per deformarlo. Questa forza, entro limiti abbastanza stretti, risponde alla legge di Hooke, secondo la quale la deformazione del corpo è pro porzionale all'intensità della forza deformante. Per ogni corpo c'è un limite alla forza deformante, detto limite di elasticità, al di là del quale la deformazione non è più elastica ma permanente. Vi è poi un ulteriore limite al di là del quale il corpo si spezza: è il limite di rottura.

Per quel che riguarda la trazione, con cui i muscoli e le altre parti molli del corpo sono chiamati spesso a confrontarsi, l'esperienza insegna che l'allungamento che il corpo subisce è proporzionale, oltre che all'intensità della forza agente, alla sua lunghezza iniziale e inversamente proporzionale alla sua sezione trasversale e ad una costante, caratteristica di ogni materiale, che prende il nome di modulo di Young (simbolo E). Infatti, per la legge di Hooke, entro i limiti di elasticità la forza specifica areale applicata al corpo è proporzionale al rapporto tra allungamento subito dal corpo e la sua lunghezza iniziale

F _ 01 E

s 1

~1 = Els da cui

Il modulo di Young esprime in altri termini, la resistenza del materiale alla deformazione elastica (rigidità).Riferita al muscolo, la formula conferma che a parità di forza traente l'al lungamento del muscolo è proporzionale alla sua

lunghezza e inversamente proporzionale alla sua sezione. D'altra parte, per stirare un dato muscolo, la forza da applicare è tanto più grande quanto più spesso e più corto è il muscolo e quanto maggiore è l'allungamento che si deve raggiungere. A partire dalla posizione eretta, la flessione anteriore del tronco avviene ad opera della gravità: ma a partire da un certo punto nonostante migliori il suo braccio la gravità non è in grado di stirare ulteriormente i muscoli posteriori del tronco, il cui spessore globale è notevole e molti dei quali sono fatti di fibre brevi. Intervengono allora,

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