CUPRINS:


1. Scurt istoric

2. Pârghia

3. Exemple de pârghii

4. Pârghii în organismul uman

5. Pârghii în medicină

6. Fişă de lucru


1. Scurt istoric

Deşi pârghiile şi alte mecanisme simple erau cunoscute de mai mult timp, Arhimede a fost primul care a stabilit legile matematice de mişcare a pârghiilor. În legătură cu aceste realizări ale lui Arhimede, au apărut o serie de legende. Potrivit uneia dintre ele, Arhimede a utilizat un sistem de pârghii pentru a trage un vas încărcat la ţărm, vrând să demonstreze astfel ideea exprimată într-o afirmaţie ce i se atribuie: "Dați-mi un punct de sprijin și voi urni Pământul".

leverage-793719.gif

ÎNAPOI


2. Pârghia

DEFINIŢIE:

O pârghie este o bară rigidă care se poate roti în jurul unui punct fix, numit punct de sprijin.

Asupra unei pârghii acţionează două forţe: o forţă activă, F, care pune în mişcare pârghia şi o forţă rezistentă, R, care trebuie învinsă. La pârghia osoasă, punctul de sprijin – S, este reprezentat de axul biomecanic al mişcării, de punctul de sprijin pe sol sau de un aparat oarecare (din sala de sport). Forţa rezistentă – R este reprezentată de greutatea corpului sau segmentului care se deplasează, iar forţa activă – F este reprezentată de muşchiul care realizează mişcarea.

Acţiunea pârghiilor se bazează pe echilibrul momentelor celor două forţe: activă şi rezistentă pasivă.


Picture11.png


parghii.png
unde:

MF– momentul forţei active;

MR– momentul forţei rezistente;

bF– braţul forţei active;

bR– braţul forţei rezistente.

Pârghiile sunt caracterizate prin trei puncte principale:

- punctul de aplicaţie a forţei F,

- punctul de aplicaţie a rezistenţei R,

- punctul de aplicaţie S a rezultantei forţelor, numit punct de sprijin al pârghiei, în jurul acestuia forţele F şi R dând pârghiei o mişcare de rotaţie.

Aplicaţi condiţia de echilibru a unei pârghii folosind applet-ul de aici.

Clasificarea pârghiilor se face în funcţie de poziţiile celor trei puncte de aplicaţie F, R şi S :

Diapozitiv1.JPGDiapozitiv2.JPGDiapozitiv3.JPG


- pârghia de gradul I are punctul de sprijin situat între punctele de aplicaţie ale celor două forţe

- pârghia de gradul II are punctul de sprijin situat la un capăt, iar la celălalt capăt se află punctul de aplicaţie al forţei active

- pârghia de gradul III are punctul de sprijin situat situat la un capăt, iar la celălalt capăt se află punctul de aplicaţie al forţei rezistente

Mecanismul de funcţionare al celor 3 tipuri de pârghii poate fi vizualizat aici.

ÎNAPOI



3. Exemple de pârghii

- pârghii de gradul I : balanţa, balansoarul, foarfecele, cleştele, ranga, levierul etc.

balance.jpg


- pârghii de gradul II : roaba, spărgătorul de nuci, pedala de frână, perforatorul, vâsla etc.

roaba_1.jpg

- pârghii de gradul III : penseta, capsatorul, grebla, băţul undiţei etc.


14-12.jpg

ÎNAPOI


4. Pârghii în organismul uman

Pârghiile de gradul I sunt pârghii de echilibru deoarece realizează echilibrul static. Forţa rezistentă este reprezentată de greutatea corpului sau a segmentului care se deplasează, iar forţa activă este reprezentată de inserţia pe segmentul osos a muşchiului care realizează mişcarea.
Identificarea pârghiilor de gradul I în organismul uman:
  • trunchiul se află în echilibru pe picioare ca o pârghie de gradul I;
  • capul în echilibru pe coloana vertebrală. Punctul de sprijin este vertebra atlas, rezistenţa este reprezentată de greutatea capului, care tinde să cadă înainte, iar forţa activă este dezvoltată de muşchii cefei, care opresc căderea capului înainte;
  • antebraţul în extensie se comportă ca o pârghie de gradul I; când se face îndoirea şi extinderea braţelor în poziţia „stând pe mâini”, antebraţul acţionează ca o pârghie de gradul I, muşchii extensori preiau rolul de agonişti atât în mişcarea de extensie, cât şi în cea de flexie, îndoirea braţelor în această poziţie o face greutatea şi o gradează muşchii extensori (triceps), iar extensia coatelor este realizată de muşchii extensori;
în situaţia în care piciorul este fixat pe sol (la mers, alergare, momentul bătăii în săritură, cădere de la înălţime), segmentul gambei este tot o pârghie de ordinul I cu punctul de sprijin la mijloc.

0199210896_first-class-lever_1.jpg


Pârghiile de gradul II sunt pârghii de forţă deoarece au rolul de a multiplica forţa. Aceste pârghii au, de obicei, formă de pană.
Identificarea pârghiilor de gradul II în organismul uman:
  • incisivii
  • caninii
  • piciorul având ca rezistenţă greutatea corpului transmisă prin tibie; greutatea corpului este aplicată la nivelul articulaţiei tibio-tarsiene, astfel încât forţa o vor da muşchii inseraţi prin tendonul lui Ahile pe calcaneu; punctul de sprijin, când stăm pe vârful picioarelor, se află la extremitatea metatarsienelor în contact cu solul;
  • segmentul membrului superior în timpul executării flotărilor.

0199210896_second-class-lever_1.jpg


Pârghiile de gradul III sunt pârghii de deplasare, ele utilizând o forţă mare pentru a învinge o forţă mică, în schimb deplasează mult punctul de aplicaţie a forţei rezistente. Acest tip de pârghii este cel mai frecvent întâlnit în corpul uman.
La acest tip de pârghii punctul de aplicaţie al forţei active – locul de inserare a muşchiului – se află întru punctul de sprijin – articulaţia – şi punctul de aplicaţie a forţei rezistente.
Identificarea pârghiilor de gradul III în organismul uman:
  • antebraţul în flexie funcţionează ca o pârghie de gradul al III-lea când muşchii flexori se contractă pentru a-l ridica; bicepsul se contractă producând o forţă care are punctul de aplicaţie pe antebraţ. În acest caz, braţul forţei active este de aproximativ 8 ori mai mic decât braţul forţei rezistente, rezultă că forţa activă trebuie să fie de 8 ori mai mare decât forţa rezistentă;
  • coastele, în timpul respiraţiei, la inspiraţie şi expiraţie. Articulaţia costo – vertebrală reprezintă punctul de sprijin, zonele de inserţie a muşchiului pe corpul coastei reprezintă punctul de aplicaţie al forţei active iar partea anterioară a coastelor reprezintă rezistenţa;
  • gamba acţionează ca o pârghie de gradul III, la fotbal, în cazul unui voleu, piciorul nu este fixat pe sol, deci punctul de aplicaţie al forţei active se află la mijloc iar rezistenţa este reprezentată de un ansamblu de forţe (greutatea mingii, greutatea piciorului etc.). Spre exemplu, însumând greutatea piciorului, greutatea gambei, greutatea obiectului lovit (mingii), forţa de contracţie a extensorilor gambei pe coapsă, precum şi valorile acceleraţiei rezultate din pendularea gambei spre înainte, rezultă că o minge de fotbal poate fi lovită cu o forţă de aproximativ 2 kN chiar de un individ neantrenat;
mâna, atunci când prinde obiectele ca o pensă.
0199210896_third-class-lever_1.jpg

Trebuie să reţinem faptul că, în organismul uman, aceeaşi pârghie poate să-şi schimbe gradul în raport cu poziţia în care acţionează segmentele: antebraţul, în mişcarea de flexie, se comportă ca o pârghie de gradul III, iar în poziţia stând pe mâini, ca o pârghie de gradul I.

BIBLIOGRAFIE:
Hereţiu, D.; Miuţă, C. - Elemente de biomecanică ale aparatului locomotor; Ed. Univ. "Aurel Vlaicu" Arad, 2007




ÎNAPOI




5. Pârghii în medicină


Pârghiile de gradul I
În practica medicală, pârghiile de gradul I sunt foarte numeroase, în primul rând pârghiile duble cum sunt foarfecele şi cleştii, care se împart în funcţie de utilitate, după lungimea braţelor. Foarfece pentru învins rezistenţe mari (cum ar fi gipsul sau cleştii pentru extracţii dentare) cu gură puternică şi mică şi mânere lungi (Kocher); apăsând pe un braţ de pârghie lung se poate învinge o rezistenţă mare;
Cleştii la care braţele pârghiei pe care apăsăm sunt mici, iar cele pe care se aplică rezistenţa sunt lungi (forcepsul). Foarfecele şi cleştii la care mărimea braţelor forţei nu diferă prea mult de cea a braţelor rezistenţei (cleştele pentru tracţiunea limbii în caz de asfixiere, cleştele de manipulat pansamentele etc.)
În secţiile de fizioterapie şi în laboratoare există tot felul de pârghii de gradul I (balanţe analitice, scripeţi etc.)

Q171-07_1.jpg


Pârghiile de gradul al II-lea
Instrumentele medicale care au formă de pană funcţionează ca pârghii de gradul al II-lea: depresorul tobold pentru limbă, atela, divaricatoarele chirurgicale etc.

43-230.jpg

Pârghiile de gradul al III-lea
În laborator şi în practica medicală întâlnim pârghii de gradul al III-lea cum ar fi: pensele anatomice, pedalele diferitelor aparate dentare etc.


ck-2308.jpg

ÎNAPOI



6. Fişă de lucru








ÎNAPOI