La Fisica dello squatRicevo un messaggio da parte di FedericoCiao, Vorrei fare un piccolo commento su un estratto dal tuo articolo broscienze1 Ecco: Al ginocchio accade la stessa cosa, si crea una leva che dipende anche in questo caso dalla distanza orizzontale del bilanciere dal ginocchio stesso: pi la schiena ! inclinata, per", pi la leva ! corta e meno ! il momento meccanico che il peso crea sul ginocchio# $n altre parole, pi inclino la schiena e meno uso il ginocchio e viceversa%&al disegno che avevi fatto, si evince come pi il bilanciere dista dal ginocchio, pi fai leva e quindi pi il ginocchio deve generare forza e viceversa# 'o per" da fare un(obiezione, ma dato che non ho molte competenze pu" darsi che mi sbaglio, quindi pi che una vera obiezione ! pi una obiezione)domanda%, cio! obiettare per capire, ed essere magari smentito da una tua ulteriore spiegazione# A parer mio la leva ! data dalla distanza del ginocchio dall(anca, e non dal bilanciere, in quanto il peso del bilanciere viene scaricato sull(anca#*urtroppo non posso fare disegnini, ma provo a spiegarmi meglio facendo qualche esempio a parole# *rendiamo una leva da mettere in orizzontale, come fosse un femore al parallelo# &iciamo che all(estremit+ destra ci sia il nostro ginocchio ,come il tuo disegno insomma-# .ra, se io applico un peso direttamente sullaleva, la forza generata sull(estremit+ destra ,il nostro ginocchietto- aumenta all(aumentare della distanza dal peso# Cio! pi il peso lo applico vicino all(estremit+ sinistra, pi aumenta la forza che deve generare il ginocchio per tenere il peso#/a se all(estremit+ sinistra applico un( altra asticella ,che potrebbe essere la nostra schiena- sopra la quale ci metto il peso ,il nostro bilanciere-, ecco la forza generata sul ginocchio non varia pi al variare della posizione del peso, ma ! sempre determinata dall(estremit+ sinistra del primo segmento ,cio! l(anca- poich! il peso ! sempre l0 che viene scaricato1 mica ! sospeso in aria1 Vorrei capirci meglio 2razie e complimenti per la tua dedizione e competenza#3edericoRispondo a Federico molto volentieri, perch ha perso tempo a leggere quello che ho scritto ragionandoci sopra. In pratica Federico afferma questo: A sinistra il mio disegno, dove considero il peso del bilanciere che agisce sul ginocchio. Il peso del bilanciere come se fosse spostato sulla verticale, leffetto di rota!ione sul ginocchio dipende dalla distan!a ori!!ontale fra il centro del bilanciere e il centro di rota!ione del ginocchio. "a cui una leva equivalente comenel disegno. A sinistra ci# che lui afferma: poich il femore si articola sullanca, lunico punto di contatto fra il tronco, che sostiene il bilanciere, e il ginocchio, lanca, perci# la leva non pu# che andare dal ginocchio allanca$%a risposta sintetica: se si considera il femore, sul punto che corrisponde allanca che agiscono tutte le for!e che vengono dal tronco. %a leva fisicamente esistente come dice lui, cio la leva fisica quella del disegno di sinistra.&er# agiscono su quella leva non solo delle for!e, ma anche dei momenti meccanici che vengono dal tronco.Il valore del momento che necessario generare al ginocchio per evitare che il femore ruoti cio pari a quello di una leva equivalente come quella del disegno di destra.&er capire larcano per# necessaria la spiega!ione lunga, facendo tutti i passaggi: leserci!io semplice ma richiede la comprensione di concetti di base i pi' complicati. "ico questo non per fare il figo, ma perch denoto che nellambiente ci si riempie la bocca con paroloni quali rototraslazione, viscoelasticit+, abduzione flessione scapoloomerale quando poi due conti con una leva sfuggono alla comprensione dei sedicenti esperti di biomeccanica. (he poi mi dicono che non capisco le leve o che ho scritto un libro di Anatomia con icalcoli. )ah*+i tratta di determinare le condi!ioni per cui il nostro amico in quella posi!ione non si muove, intendendo chenon si sposta e non ruota. &er risolvere questi problemi necessario anali!!are i segmenti che compongonoil sistema che, in questo caso, sono il tronco e il femore. ,vviamente una semplifica!ione, ma sufficiente allo scopo.-cco il primo segmento, il tronco. .uello che ho disegnato chiamato diagramma di corpo libero, cio un disegno dove eviden!io le for!e che agiscono sul sistema tronco/bilanciere. In questa semplifica!ione si considera solo il peso del bilanciere, sarebbe relativamente semplice aggiungere il peso del tronco ma si perderebbe di immediate!!a con molta algebra in pi'. Analogamente, per semplicit0, ho evitato tutte le nota!ioni vettoriali che di fatto complicherebbero la tratta!ione sen!a apportare vantaggi. Il tronco considerato rigido, si articola intorno allanca che il fulcro di una leva inclinata.%a for!a peso del bilanciere, diretta verso il basso, ha una intensit0 pari a:)a non solo: il peso del bilanciere induce una rota!ione del tronco intorno allanca, cio crea un momento meccanico che in questo caso pari alla for!a peso per la distan!a ori!!ontale dal centro di rota!ione, cio la distan!a dallanca. .uesta rota!ione avverrebbe in senso orario se la for!a peso fosse libera di agire.Il momento meccanico si indica conven!ionalmente con la lettera 1, tau e facendo riferimento alla nota!ione in figura il momento generato dalla for!a peso ha una intensit0 pari a:&er contrastare la rota!ione che farebbe flettere il tronco in avanti necessario applicare allanca un momento meccanico, cio una contro/rota!ione in senso orario, in questo caso, generata da tutti i muscoli estensori dellanca, il cui effetto globale rappresentato dalla freccia rotante della figura, che rappresenta perci# il momento meccanico muscolare.&erch il sistema non ruoti intorno allanca necessario che il momento muscolare sia pari al momento dellafor!a peso del bilanciere, ovviamente nel verso opposto 2 una formula!ione alternativa dellequilibrio statico dei momento: la somma di tutti i momenti esterni che agiscono su un sistema meccanico deve essere pari a !ero affinch il sistema non ruoti3. +i deve perci# verificare che:4 necessario che il tronco non solo non ruoti intorno allanca, ma che nemmeno si sposti, che non trasli. %a for!a peso del bilanciere farebbe spostare in blocco il tronco verso il basso, necessario che esista unaltra for!a che impedisca questo: la for!a di rea!ione sullanca, indicata con RA nel disegno. %intensit0 di questafor!a non pu# che essere pari a:- non pu# che avere una dire!ione opposta. %a for!a di rea!ione data dal fatto che il tronco, appoggia tramite lanca, sul femore: questo non si muove, perci# fa da sostegno generando una for!a pari alla for!a peso. +e cos5 non fosse, il tronco andrebbe verso il basso.,6, tutte le for!e in gioco sono state calcolate e il tronco cos5 fermo e non ruota. 7ediamo che succede al femore, invece.Il femore si articola sul ginocchio a formare una leva come quella in figura. +u questa leva, in corrisponden!adellanca, agisce la for!a di rea!ione precedente, ma in verso opposto. .uesto perch se il femore agisce sul tronco tramite lanca, il tronco agisce sul femore tramite lanca$8on solo: anche il momento meccanico che agiva sullanca per sostenere il tronco, adesso agisce sul femore ma in verso opposto. In altre parole, la rota!ione antioraria che agiva sul tronco per contrastare rota!ione intorno allanca indotta dalla for!a peso del bilanciere, adesso agisce sul femore ma in verso opposto, orario e non antiorario.-cco: questi due passaggi sono difficili da comprendere, ma il principio di a!ione e rea!ione, quando due sistemi fisici interagiscono, ad ogni a!ione del primo sistema sul secondo ne corrisponde una uguale 2della stessa intensit03 e contraria 2in verso3 del secondo sul primo.Facendo riferimento al disegno, la for!a di rea!ione RA crea una rota!ione antioraria intorno al ginocchio, un momento meccanico di intensit0 pari a:)a dato che RA ha una intensit0 pari alla for!a peso del bilanciere, si ha:il momento meccanico 1A induce invece una rota!ione oraria. (omplessivamente il momento generato da questi due elementi pari a:+i tratta di una differen!a e non di una somma perch i due momenti creano rota!ioni in senso opposto, anche questo un concetto non proprio banale, perch sembra semplice ma poi crea dei casini enormi, tipo ho sbagliato un 4 con un 5 e mi ha bocciato, che stronzo il prof%&er contrastare leffetto di questi momenti necessario che al ginocchio sia presente il momento meccanico 19 generato dagli estensori del ginocchio, cio dal quadricipite. &erch il femore non ruoti, necessario che questo momento meccanico sia di intensit0 pari al precedente e sia in senso orario. %intensit0 vale:-splicitiamo il valore del momento al ginocchio:Raggruppiamo i termini:7ediamo la differen!a fra parentesi a che corrisponde:-cco qua: la differen!a pari alla distan!a ori!!ontale fra il bilanciere e il ginocchio. Indichiamo questa distan!a con l# Al ginocchio si ha:%a formula afferma che il quadricipite deve generare una rota!ione in senso orario del femore che contrasti quella antioraria dovuta alla for!a peso del bilanciere che agisce a distan!a l dal ginocchio stesso. +e volessimo fare un disegno:(he il disegno a destra nella figura di ini!io articolo. .uesta leva non esiste, non una leva fisicamente presente, ma a fronte di una configura!ione fisica fatta in un certo modo, il sistema di fatto si comporta comese fosse fatto cos5.(apisco che tutto questo sia difficile da digerire, per# cos5, e questi sono i concetti base della +tatica, manco della "inamica. %a Fisica di base necessita, cio, di essere studiata, approfondita compresa. Il problema che questo tipo di conoscen!a non pu# essere b:passato perch* il corpo umano agisce secondo queste leggi, come sistema meccanico.Invece chi studia ;iomeccanica ha un bac6ground tipicamente medico, cio di tipo umanistico e questa roba la mastica male. .uesto il motivo per cui si leggono di discussioni finissime e affascinanti su aspetti anatomici incredibili, per poi cadere fragorosamentequando si affrontano problemi a cui si devono applicare delle leve.%e leve, definite macchine elementari, sono invece complicate, se si affrontano con leggere!!a./ +ee more at: http: