E4 Joints Leviers

Topique

Cette articulation agit généralement comme un levier, modifiant le rapport final entre la force musculaire (celle-là même qui établit un autre modèle de ce système) et la force résultante exercée sur un objet extérieur au corps.

En biomécanique, cette même articulation est classée comme un levier de première, deuxième ou troisième classe, selon la position relative du point d'appui, de la force musculaire appliquée et de la résistance à la charge externe. La plupart des articulations du corps humain constituent donc un levier de troisième classe, le muscle étant inséré près du point d'appui. Ceci compromet l'avantage mécanique final de l'articulation au profit d'une plus grande vitesse et d'une plus grande amplitude de mouvement à son extrémité distale.

L'avantage mécanique final de cette articulation est le rapport entre le bras de levier de la force musculaire et le bras de levier de la résistance à la charge externe (ce même bras de levier qui établit un autre modèle de ce système sur un os particulier). Le fait que le bras de levier de cette force musculaire soit encore plus court par rapport à celui de cette résistance externe signifie que l'avantage mécanique final de cette articulation est par conséquent encore plus faible.

Le couple final au sein de cette articulation détermine la contrainte mécanique finale exercée sur le cartilage articulaire et les tissus périarticulaires environnants. Dans une articulation comme le genou, la force de compression peut donc dépasser le poids corporel total de l'individu lors de la réception d'un saut, imposant une contrainte extraordinaire au cartilage articulaire, supérieure même à la tension extraordinaire qu'un autre modèle de cette articulation exerce sur un tendon du talon.

Par conséquent, ce modèle, où l'articulation agit comme un levier transmettant la force musculaire au cartilage qui l'a actionnée, modélise ce cartilage hyalin comme un matériau biphasique, composé d'une phase solide et de son propre fluide interstitiel – exactement le même cartilage articulaire que celui décrit par un autre modèle de cet assemblage concernant la dégradation par usure. La rigidité effective finale de ce cartilage hyalin augmente donc avec la vitesse de la charge appliquée, précisément en raison de la pression hydrostatique finale de ce même fluide interstitiel. Une vitesse plus élevée de la charge appliquée sur ce cartilage hyalin entraîne une rigidité effective finale encore plus grande, offrant ainsi une protection accrue à l'articulation avec laquelle ce modèle a été conçu contre un impact soudain.

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