Braço do Momento
Definição de Braço do Momento
O Braço do Momento (BM) determina o grau de efetividade ou influencia de uma força de produzir ou evitar a rotação de um objeto em torno de um eixo.
O braço do momento é a menor distância entre a linha da força e o eixo. Geometricamente é a distância perpendicular da linha da força até o eixo; é perpendicular a linha da força.
Para identificar o comprimento do braço do momento em qualquer posição específica durante o movimento de um objeto em torno do eixo é necessário:
01. Identificar a linha da força específica em questão (A)
Existem normalmente múltiplas forças agindo em torno de um eixo no mesmo momento. É necessário identificar qual vai ser analisada.
02. Identificar o eixo específico em questão (B)
Existem normalmente múltiplos eixos afetados por uma linha da força. É necessário identificar qual eixo será analisado.
03. Identificar a linha que é perpendicular à linha da força E atravessa/intercepcta o eixo (C)
Se a linha da força (cabo, gravidade, músculo, etc.) parece não oferecer uma relação perpenduicular ao eixo em um ponto específico do comprimento do trajeto representado. A linha deve ser alongada/extendida (mentalmente ou graficamente) para identificar o braço do momento (D)
Braço de Momento e Torque
Torque é muitas vezes descrito como "uma força de torção" ou "uma força que causa a rotação", mas essas descrições são incompletas porque uma força só pode causar rotação se for aplicada a alguma distância do eixo, ou seja a linha de força não pode interceptar o eixo; é necessário existir um braço do momento. "Uma força aplicada a alguma distância do um eixo, causando ou impedindo uma torção ou rotação" seria uma descrição mais precisa.
O torque é o produto da força aplicada em torno de um eixo multiplicada por sua distância do eixo ou braço de momento. (T = F x BM). Por conseguinte, o torque é diretamente proporcional tanto a magnitude quanto à quantidade de força e o seu momento.
Braço do Momento, Torque, e “Moment”
"Momento" é comumente considerado sinônimo com o braço do momento. No entanto coloquialmente, momento é também utilizada como sinônimo de torque. Em essência a palavra momento representa as influências rotacionais de qualquer força especifica, por exemplo o momento de inércia é outro termo para a inércia de rotação (inérica rotacional) que representa o modo como a inércia é influenciada pela distância da massa para o eixo ( Ir = m.r² ).
Importância no Exercício
Cada movimento humano é criado por uma ou mais articulações girando em torno dos respectivos eixos. Movimentos lineares bruto como de um agachamento (linear considerando que o centro de massa deve se mover verticalmente em uma linha reta virtual mantida sobre a base de suporte) são produzidos através de múltiplas articulações girando em proporções angular necessária. Com esse entendimento se torna necessário reconhecer que praticamente todas as forças aplicadas ou criadas dentro do corpo humano está criando um torque, e então a sua influência sobre o movimento ou sobre a estabilização é determinada tanto pelo braço do momento de força como pela quantidade de força. Braço do momento é uma das muitas razões pelas quais o número indicado no peso não representa com precisão a verdadeira resistência e uma das razões pelas quais o que está se movendo e o que está sendo desafiado podem não estar relacionados.
Distribuição da Resistência
Independentemente da quantidade de carga, o grau de desafio efetivo em cada articulação é determinado pelo momento para cada articulação.
O agachamento é normalmente chamado de um exercício que envolve o corpo todo, mas o não desafio não é igual para cada parte do corpo (nem deve, porque cada articulação e suas musculaturas associadas possuem habilidades mecânicas drasticamente diferentes).
Apesar de extremamente simplificados, estes exemplos representam a distribuição da resistência entre o quadril e o joelho. Embora existam muitos fatores envolvidos (alguns que podem ser manipulados e outros que não podem) três experiências muito diferentes e com diferentes resultados podem ser esperados a partir dos agachamentos apresentados abaixo.
No agachamento A carga é distribuída igualmente entre o quadril e o joelho porque os momentos são iguais. No entanto, é provável que se experimente maior desafio nos extensores do quadril do que nos extensores de joelho porque a capacidade de produção de torque das duas articulações não são iguais, ou seja normalmente força extensora de quadril é maior que a força extensora do joelho.
No agachamento B a posição de carga influenciou a posição do corpo de tal maneira que um momento maior de resistência é gerado para o joelho, por isso que muitas vezes é afirmado em termos leigos que "agachamentos frontal' enfatiza mais quadríceps".
No agachamento C um maior momento é gerado para os quadris (e coluna lombar). É provável que esse indivíduo vai experimentar o agachamento como primariamente um exercício de “glúteo e lombar” porque é exatamente isso que está sendo desafiado devido aos momentos de resistência. Fadiga/falha na lombar é capaz de impedir qualquer perceptível desafio para o quadríceps.
Estes exemplos de distribuição da resistência através do comparativo entre o comprimento do momento não são uma análise completa sobre agachamentos, ainda é necessário considerar todas as forças articulares relacionadas com cada exemplo, recrutamento muscular relacionados, etc. assim como é necessário considerar cada indivíduo específico, seus objetivos, fase da progressão, etc.
Perfil da Potência
Força é influenciada por vários fatores, mas em qualquer articulação específica os elementos mecânicos fundamentais da força são os factores que influenciam a produção de torque interno ao longo de uma determinada amplitude de movimento: o Relação Comprimento-Tensão da musculatura envolvida (influências concomitantes de tensão ativa e tensão passiva conforme elas variam durante o ciclo de alongamento-encurtamento, bem como a fadiga) e os momentos associados de cada grupo muscular (ou da resultante entre eles) enquanto eles mudam a cada ponto dentro da amplitude.
Em última análise, força varia do início ao fim em todos os movimentos humanos em grande parte devido a variações normais nos momentos dos produtores de força interno que ocorrem de maneira previsível e verificável em cada parte considerável da amplitude de movimento.
Perfil da Resistance
Porque resistência ao movimento humano é sempre torque, não podemos medir exclusivamente pela quantidade de força (ou seja, o peso corporal de alguém, o número escrito no haltere ou conectado ao cabo). A mudança de momento da resistência em todas as articulações envolvidas (sejam elas em movimento ou estática) cria uma variação previsível e mensurável no desafio em toda a amplitude de movimento.
Se a fonte de resistência utilizada é uma que muda na magnitude durante toda a amplitude (borrachas, massa/inércia,...) então isto influencia o torque de resistência ainda mais.
Manipulação estratégica do momento de resistência (em concordancia com uma escolha estratégica da fonte de resistência com base em suas propriedades) é vital para a criação de perfis de resistência adequados e ideais para indivíduos específicos e seus objetivos. Esta é a chave para a criação de um "desafio em amplitude completa" sem a qual "amplitude de movimento completa" tem mínimo valor.
Exemplo: Cams
Conforme ele gira um cam manipula ou o braço do momento da resistência (abaixo) ou do esforço. Se projetado corretamente ele vai gerar uma alteração estratégica (ou manutenção do) torque ao longo de cada ponto da amplitude de movimento.
O Output final da máquina é a soma das combinações das alterações que acontecem dentro da máquina durante a amplitude selecionada, que pode incluir vários cams e/ou sistemas de alavanca. É vital reconhecer que o output final da máquina não constitui o perfil de resistência do exercício, apenas o perfil da magnitude da resistência. O perfil de resistência real só pode ser determinado comparando estas alterações de magnitude com as mudanças simultâneas no momento para as articulações do usuário em toda a amplitude. Este é o ponto onde a força do equipamento se torna torque para o corpo e assim, a resistência para o exercício.
Produção de Torque Interno
A patela é um dos melhores exemplos tanto de braço do momento quanto de influência estrutural na "força" de um indivíduo. Muitas vezes referida como uma polia anatômica, a patela realmente age mais como um cam anatômico, alterando dramaticamente o momento da linha da força coletiva do quadríceps. A remoção cirúrgica da patela (durante décadas o tratamento comum para fratura) deixa os extensores do joelho praticamente impotentes para estender o joelho sob carga independentemente das capacidades de produção da tensão do quadríceps.
Características dos Momentos
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Se o sentido de uma força permanece consistente enquanto um membro gira em torno de uma articulação, o braço do momento vai mudar com cada grau de movimento. Isto significa simplesmente que a força terá diferentes graus de influência em cada posição que compõem a amplitude de movimento.
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Haverá um momento diferente para cada força que atua sobre um eixo comum: força interna ou força externa, força da potência ou força da resistência.
- Uma única força pode influenciar a todas as articulações envolvidas. Haverá um momento separado para cada articulação, o comprimento deste momento vai determinar o grau de desafio para a musculatura em torno daquela articulação.
- Um braço do momento nunca pode ser mais longo do que o seu braço de alavanca associado. Isto é, o comprimento da alavanca será o comprimento máximo do momento. Ele pode ser mais curto do que a alavanca mas nunca mais longo.
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O Momento máximo para um determinado cenário ocorrerá quando o ângulo de força é "ótimo" (90˚). Qualquer grau menor ou maior do que 90 irá produzir um momento menor.
- Um ângulo de força de 45˚ e um ângulo de força de 135˚ irá produzir o mesmo momento porque eles estão à mesma distância de 90˚.
- Quando o ângulo de força é 90˚ o braço da alavanca e o braço do momento coincidem, ou seja têm o mesmo comprimento e ocupam o mesmo espaço.
Concepções Errôneas
O Braço do momento é o fator mecânico mais importante e que é constantemente ignorado por profissionais que prescrevem o exercício. Quando apresentado no estudo formal são usados exemplos muito simples e quase sem a relevância necessária. Abaixo indicamos apenas alguns dos numerosos exemplos do mal-entendido apresentado pela ciência sobre o de braço do momento.
Muitos professores e livros indicam que "braço do momento e braço da alavanca são os mesmos." O problema parece residir na sua exploração limitada para além do exemplo tradicional oferecido: o equilibrado sistema de alavanca de primeira classe (gangorra). Em uma gangorra equilibrada o braço do momento (distância perpendicular da linha da força para o eixo) acontece de forma a coincidir com o braço da alavanca (A distância entre o ponto de aplicação da força para o eixo) porque o ângulo de força é de 90˚. Se a gangorra se apresentar desequilibrada se torna evidente que estes dois são muito diferentes.
O peso livre é resistência constante quando não está se movendo. Um peso que está se movendo será uma resistência variável devido aos efeitos dramáticos da influência da inércia e quando um peso se movimenta em torno de um eixo será sempre uma resistência variável devido à constante mudança no braço do momento para cada articulação envolvida.
Qualquer exercício utilizando um cabo diretamente aplicado ao corpo será uma resistência variável em toda a amplitude de movimento devido à constante mudança no braço do momento para cada articulação envolvida/s e aí irá alterar o torque da resistência durante a amplitude.
É verdade que quanto maior o alongamento, maior será a tensão ou a magnitude da resistência, mas isto é apenas metade da equação porque devemos lembrar que a resistência ao corpo é o torque, não apenas só a força. O momento é um fator igualmente influente e se o momento de uma articulação chegar próximo do zero, a resistência para aquela articulação será insignificante. Nos exemplos abaixo o maior comprimento da borracha não produz praticamente nenhuma resistência no ombro.
Abaixo ilustramos um exemplo de exercício onde profissionais utilizam a borracha como resistência para desafiar a musculatura anterior do ombro responsável pela adução horizontal, porém pelo posicionamento errôneo da borracha eliminam distância para o eixo do ombro tornando o desafio deste exercício somente para extensores de cotovelo. A borracha colocada em baixo da axila quando verificada com uma visão superior indica que está exatamente na mesma linha do eixo do ombro e o braço do momento para o ombro é zero não gerando torque par aa musculatura do ombro. Porém existe um braço do momento significativo resistindo a extensão do cotovelo, pelo menos no início.
