E3 Interações Mecânicas Ambientais

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A interação do pé ou casco com o solo gera a força de reação do solo, que, juntamente com a gravidade, é a única força externa capaz de alterar o momento do mamífero durante a locomoção terrestre. Essa força de reação do solo possui três componentes: um componente vertical, que sustenta o peso do corpo e gera propulsão ascendente; um componente anteroposterior, que desacelera o corpo durante a fase de impacto da fase de apoio e o impulsiona para a frente durante a fase de decolagem; e um componente mediolateral, que estabiliza o corpo lateralmente.

O componente vertical da força de reação do solo segue um padrão temporal distinto ao longo da fase de apoio, dependendo do tipo de marcha: na caminhada, seguindo o comportamento de pêndulo invertido do centro de massa, esse componente vertical exibe dois picos separados por um vale intermediário; na corrida, por outro lado, seguindo o comportamento elástico do centro de massa, o componente vertical exibe um único pico ao longo da fase de apoio.

Dentro desse mesmo período, a velocidade com que a componente vertical da força de reação do solo aumenta de zero até seu primeiro pico — a taxa de carregamento — é um indicador-chave do risco de lesão: quanto mais abruptamente a força aumenta no início do apoio, maior o risco de lesão por sobrecarga nas estruturas que recebem esse impacto.

A magnitude máxima que as componentes anteroposterior e mediolateral da força de reação do solo, aquelas que atuam no plano horizontal, podem atingir juntas é limitada pelo coeficiente de atrito entre o pé e o solo: quanto maior esse coeficiente de atrito, maior a força horizontal máxima que o pé pode exercer contra o solo sem escorregar, e quanto menor o coeficiente, menor a força horizontal máxima disponível.

O ponto exato na sola do pé onde a força de reação do solo é aplicada em qualquer dado momento — o centro de pressão — geralmente não coincide com a projeção do centro de massa no solo, e essa distância entre os dois pontos é o que define o momento externo que a força de reação do solo exerce sobre o centro de massa do animal.

A forma precisa como a força de reação do solo altera o momento do animal, como mencionado no início, é determinada pela integral dessa força ao longo da fase de apoio. Essa integral, chamada impulso, tem a mesma magnitude que a variação no momento do animal produzida durante essa mesma fase de apoio.

Ao comparar a força de reação do solo entre mamíferos de tamanhos corporais muito diferentes, o valor máximo de sua componente vertical, expresso como um múltiplo do peso corporal do animal, é aproximadamente o mesmo para o mesmo modo de locomoção, independentemente de o animal ser pequeno ou muito maior. Essa constância relativa nos permite tratar a locomoção de mamíferos de tamanhos muito diferentes como equivalente dentro dessa interação com o solo.

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