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Contato e Deformação

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O tato é a sensação de contato mecânico e deformação do tecido. Os mecanorreceptores cutâneos (corpúsculos de Meissner, corpúsculos de Pacini, células de Ruffini e células de Merkel) respondem a diferentes aspectos da deformação: pressão estática, velocidade de deformação, aceleração e vibração. Cada tipo é um sensor especializado em uma banda de frequência e tipo de deformação.

A lei de Hertz F = (4/3)E*R·^(3/2) descreve a mecânica do contato esférico em tecidos moles: a força cresce com ^1,5 (não linear), o que produz uma resposta mais sensível a pequenas reentrâncias do que uma relação linear. A deflexão limiar dos corpúsculos de Meissner é 1 m comparável à rugosidade de superfícies muito lisas detectável com a ponta do dedo.

Os corpúsculos de Pacini atuam como osciladores mecânicos ressonantes: sua frequência de ressonância f_res = (1/2)(k/m) 250 Hz coincide com as frequências de vibração mais informativas para textura fina e deslizamento. Seu alto Q (fator de qualidade) os torna muito seletivos em frequência, mas insensíveis fora de sua banda. Eles são responsáveis pela sensação de vibração e por detectar se uma superfície é áspera ou lisa.

A velocidade da onda de cisalhamento c_T = (G/) na pele (G 20 kPa, 1000 kg/m³) é c_T 47 m/s, muito lenta em comparação com o som no ar. As vibrações táteis se propagam pelo corpo como ondas de cisalhamento de baixa velocidade, o que explica a sensação de vibração propagada: o zumbido de um motor é sentido por toda a mão, mesmo que seja tocado apenas em um ponto.

A profundidade de penetração _pen da vibração no tecido viscoelástico determina quantos mecanorreceptores são ativados simultaneamente. Em alta frequência ( grande) _pen diminui e apenas os receptores mais superficiais respondem; Em baixa frequência, o sinal penetra mais profundamente e ativa os receptores Ruffini na derme profunda. Esta dependência da frequência é fundamental para a percepção da textura.

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Contato e Deformação

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gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Chile