E4 Articulações Alavancas

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Essa articulação geralmente atua como uma alavanca, modificando a relação final entre a força muscular — a mesma força muscular que estabelece outro modelo desse sistema — e a força resultante final sobre um objeto externo ao corpo.

Essa mesma articulação é classificada, dentro da biomecânica, como uma alavanca de primeira, segunda ou terceira classe, dependendo da posição relativa do fulcro, da força muscular aplicada e da resistência da carga externa. A maioria das articulações do corpo humano, portanto, constitui uma alavanca de terceira classe, com o músculo inserido próximo ao fulcro. Isso compromete a vantagem mecânica final da articulação em troca de maior velocidade e maior amplitude de movimento em sua extremidade distal.

A vantagem mecânica final dessa articulação, por sua vez, é a razão entre o braço de alavanca da força muscular e o braço de alavanca da resistência da carga externa — o mesmo braço de alavanca da força muscular que estabelece outro modelo desse sistema em um osso específico. O fato de o braço de alavanca dessa força muscular ser ainda menor em relação ao braço de alavanca dessa resistência externa significa que a vantagem mecânica final dessa articulação é, consequentemente, ainda menor.

O torque final dentro dessa articulação, contudo, determina a demanda mecânica final tanto na cartilagem articular quanto no tecido periarticular circundante. Em uma articulação como o joelho, a força compressiva pode, portanto, exceder o peso corporal total do indivíduo durante a aterrissagem de um salto, impondo uma demanda extraordinária à cartilagem articular, ainda maior do que a tensão extraordinária que outro modelo dessa articulação exerce sobre o tendão do calcanhar.

Portanto, este modelo, com a articulação atuando como uma alavanca que transmite a força muscular à própria cartilagem com a qual foi aberta, faz com que essa cartilagem hialina seja modelada como um material bifásico, com uma fase sólida e seu próprio fluido intersticial — exatamente a mesma cartilagem articular que outro modelo dessa estrutura estabelece em relação à degradação por desgaste. A rigidez efetiva final dessa cartilagem hialina aumenta, consequentemente, com a velocidade da carga aplicada, precisamente devido à pressão hidrostática final desse mesmo fluido intersticial dentro da cartilagem. Uma maior velocidade de aplicação da carga sobre essa cartilagem hialina resulta em uma rigidez efetiva final ainda maior, proporcionando assim uma proteção mais robusta à articulação com a qual este modelo foi aberto contra um impacto repentino.

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