Enunciado

Suponha que uma pessoa se incline para a frente para levantar um peso “com suas costas”, como mostrado na Figura P10.79a. A coluna vertebral gira principalmente na quinta vértebra lombar com a força de suporte principal fornecida pelo músculo eretor da coluna nas costas. Para conhecer o módulo das forças envolvidas, considere o modelo mostrado na Figura P10.79b para uma pessoa inclinando-se para a frente para levantar um corpo de 200   N . A coluna vertebral e o tronco são representados como uma barra horizontal de peso 350   N , articulada na base da coluna. O músculo eretor da espinha, preso em um ponto a dois terços subindo pela coluna, mantém a posição das costas. O ângulo entre a coluna e seu músculo é θ   =   12,0 ° . Encontre

  1. a tensão T no músculo das costas e
  2. a força de compressão na coluna.
  3. Este método é uma boa maneira de levantar um peso? Explique sua resposta utilizando os resultados das partes (a) e (b).
  4. Você pode sugerir um método melhor para levantar um peso?

Passo 1

E aiii gente, tudo bem com vocês?

Vamos fazer uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

Letra a:

Escolhendo torques sobre a articulação do quadril, ∑ τ = 0 nos dá:

- L 2 350 N + Tsin ⁡ 12.0 ∘ 2 L 3 - 200 N L = 0

T = 2.71 k N

Passo 2

Letra b:

Seja R x = f o r ç a   d e   c o m p r e s s ã o   a o   l o n g o   d a   c o l u n a , e ∑ F x = 0 :

R x = T x = Tcos ⁡ 12.0 ∘ = 2.65 k N

Passo 3

Letra c:

Você deve levantar "com os joelhos" em vez de "com as costas”. Nesta situação, com uma carga pesando apenas 200 N, você pode fazer a força de compressão em sua coluna cerca de dez vezes menor dobrando os joelhos e levantando com as costas o mais reto possível.

Passo 4

Letra d:

Nesta situação, você pode fazer a força de compressão em sua coluna cerca de dez vezes menor, dobrando os joelhos e levantando com as costas as mais retas possíveis.

Resposta

  1. 2.71 k N
  2. 2.65 k N
  3. Você deve levantar "com os joelhos" em vez de "com as costas”. Nesta situação, com uma carga pesando apenas 200 N, você pode fazer a força de compressão em sua coluna cerca de dez vezes menor dobrando os joelhos e levantando com as costas o mais reto possível.
  4. Nesta situação, você pode fazer a força de compressão em sua coluna cerca de dez vezes menor, dobrando os joelhos e levantando com as costas as mais retas possíveis.
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