Física: Inércia, a 1ª lei de Newton

Ao empurrar uma caixa sobre uma mesa é notório que ela só se movimenta enquanto estiver exercendo sobre ela uma força. Se a força cessar, ou seja, se parar de empurrá-la, ela logo para. Tal observação levou o filósofo grego Aristóteles a estabelecer a seguinte conclusão:

“Um corpo só permanece em movimento se estiver atuando sobre ele uma força”.

Essa interpretação, formulada no século IV a.C., de Aristóteles foi aceita até o Renascimento (séc. XVII).

Galileu Galilei dizia que o estudo sobre os movimentos requeria experiências mais cuidadosas. Após a realização de vários experimentos Galileu percebeu que sobre um livro que é empurrado, por exemplo, existe a atuação de uma força denominada de Força de Atrito, e que tal força é sempre contrária à tendência do movimento dos corpos. Assim, ele percebeu que se não houvesse a presença do atrito o livro não pararia se cessasse a aplicação da força sobre ele, ao contrário do que pensava Aristóteles. As conclusões de Galileu podem ser sintetizadas da seguinte maneira:

Se um corpo estiver em repouso, é necessária a aplicação de uma força para que ele possa alterar o seu estado de repouso. Uma vez iniciado o movimento e depois de cessada a aplicação da força, e livre da ação da força de atrito, o corpo permanecerá em movimento retilíneo uniforme (MRU) indefinidamente.

Os experimentos de Galileu levaram à conclusão da seguinte propriedade física da matéria: inércia. Segundo essa propriedade, se um corpo está em repouso, ou seja, se a resultante das forças que atuam sobre ele for nula, ele tende a ficar em repouso. E se ele está em movimento ele tende a permanecer em movimento retilíneo uniforme.

Anos mais tarde, após Galileu ter estabelecido o conceito de inércia, Sir Isaac Newton formulou as leis da dinâmica denominadas de “as três leis de Newton”. Newton concordou com as conclusões de Galileu e utilizou-as em suas leis.

Primeira Lei de Newton

Também chamada de Lei da Inércia, apresenta o seguinte enunciado:

Na ausência de forças, um corpo em repouso continua em repouso, e um corpo em movimento, continua em movimento retilíneo uniforme (MRU).

Movimento Retilíneo Uniforme é o movimento no qual a velocidade permanece constante durante todo o percurso de um corpo. A velocidade é constante e diferente de zero (V≠0) e a aceleração é nula (a = 0).

Assim, tanto Galileu quanto Newton perceberam que um corpo pode se movimentar sem que nenhuma força esteja atuando sobre ele.

Esqueleto

Introdução
A sustentação do corpo está a cargo do esqueleto, que também fornece, em certos casos, proteção aos órgãos internos e ponto de apoio para a fixação dos músculos. O endoesqueleto é um tipo básico de esqueleto e consiste em inúmeras peças cartilaginosas e ósseas articuladas. Essas peças formam um sistema de alavancas que se movem sob a ação dos músculos.
Função do esqueleto
O esqueleto ósseo, além de sustentação corporal, apresenta duas importantes funções:
Reservas de sais minerais, principalmente de cálcio e fósforo, que são fundamentais para o funcionamento das células e devem estar presentes no sangue. Quando o nível de cálcio diminui no sangue, sais de cálcio são mobilizados dos ossos para suprir a deficiência.
Determinados ossos ainda possuem medula amarela (ou tutano), como mostra a figura ao lado. Essa medula é constituída principalmente por células adiposas, que acumulam gorduras como material de reserva.
No interior de alguns ossos (como o crânio, coluna, bacia, esterno, costelas e as cabeças dos ossos do braço e coxa), há cavidades preenchidas por um tecido macio, a medula óssea vermelha, onde são produzidas as células do sangue: hemácias, leucócitos e plaquetas.
Articulação
Os ossos de uma articulação têm de deslizar um sobre o outro suavemente e sem atrito, ou se gastariam. Os ossos de uma articulação são mantidos em seus devidos lugares por meio de cordões resistentes, constituídos por tecido conjuntivo fibroso: os ligamentos, que estão firmemente aderidos às membranas que revestem os ossos.
Divisão do esqueleto
O esqueleto humano pode ser dividido em três partes principais: Cabeça, tronco e membros.

Cartilagem, ligamentos e tendões

Os ossos são mantidos juntos, ligados aos músculos e protegidos contra choques por um outro material - o tecido conjuntivo.O tecido conjuntivo é um material simples que preenche as lacunas entre os órgãos. Os tipos importantes para o esqueleto têm um ponto em comum - todos são extremamente resistentes. Todo o tecido conjuntivo é formado de maneira semelhante, consistindo de um material resistente semelhante à borracha no qual as células se encaixam, junto com as fibras de reforço, que são faixas fortes e brancas de colágeno, ou amarelas e elásticas de elastina.Enquanto a maior parte do osso endurece gradualmente, conforme crescemos, as extremidades dos ossos permanecem como cartilagem durante toda a nossa vida e fazem uma almofada elástica nas juntas.A cartilagem também é encontrada em outras partes do nosso corpo, sustentando e protegendo os órgãos.Os ligamentos são resistentes faixas de tecido constituídos quase inteiramente de fibras que mantêm os ossos juntos. Os ligamentos seguram as juntas, para impedir os movimentos feitos em direção errada, enquanto que permitem que elas se dobrem livremente.Os tendões são como cordas elásticas, constituídos de feixes de fibras de colágeno. Eles juntam os músculos aos ossos, ou a outras partes do corpo, e permitem aos músculos exercer uma ação de puxar. Os tendões são geralmente cobertos por uma bainha escorregadia que os ajuda a moverem-se suavemente.

Fonte:http://www.revisaovirtual.com/site/Artigos_119_Cartilagem,_ligamentos_e_tend%C3%B5es.htm

Tipos dos músculos

Existem em nossos corpos três tipos de músculos:
Os músculos dos membros, da cabeça, das paredes do tórax e do abdômen: músculo esquelético estriado de contração voluntária, que vulgarmente conhecemos como carne, que possui cor vermelha.
Os músculos das paredes do tubo digestivo, dos vasos sanguíneos, da bexiga: os músculos não estriados, de cor esbranquiçada, responsáveis pela nutrição - digestão, respiração, circulação, excreção - movimentando os órgãos internos independente da vontade do indivíduo. Estes recebem o nome de musculatura lisa.
O músculo estriado cardíaco, o miocárdio, de coloração vermelha e contração involuntária. Esta independe da vontade do indivíduo e é responsável pelo batimento cardíaco que toma parte da circulação, a qual é uma função de nutrição do corpo.

Todos os três tipos musculares têm as seguintes características Podem contrair-se e encurtar, tornando-se mais tensos e duros, em resposta a um estímulo vindo do sistema nervoso; Podem ser distendidos, aumentando o seu comprimento; Podem retornar à forma e ao tamanho originais. A propriedade do tecido muscular de se contrair chama-se contratilidade e a propriedade de poder ser distendido recebe o nome de elasticidade.
Histologicamente, podemos classificar os músculos em três categorias:
Músculos esqueléticos


Siatema esquelético muscular Possuem uma oloração mais avermelhada. São também chamados de músculos estriados (fibrocélulas estriadas), já que apresentam estriações em suas fibras. São os responsáveis pelos movimentos voluntários; estes músculos se inserem sobre os ossos e sobre as cartilagens e contribuem, com a pele e o esqueleto, para formar o invólucro exterior do corpo. A maioria dos músculos está presa ao esqueleto, junto a articulações, abrindo-se e fechando-as.
Nas articulações, esses músculos são presos a ossos por meio de tendões, que são cordões de tecido conjuntivo. Quando os tendões são chatos e largos, e não possuem a forma de cordão, recebem o nome de aponeuroses (ou aponevroses).


Sistema esquelético muscular Constituem aquilo que vulgarmente se chama a "carne". Tais células caracterizam-se por serem bastante compridas e polinucleadas, com núcleos localizados sob o sarcolema. Geralmente, estão cercadas de tecido conjuntivo, que une umas as outras e transmitem a força produzida pelos músculos aos ossos, ligamentos e outros órgãos executores de movimento.
O músculo esquelético integral, como o bíceps, que é observável e palpável, consiste de vários tipos de tecido. Cada músculo compreende fibras ou células musculares longas, delgadas, cilíndricas que se estendem por todo o seu comprimento. Assim, essas células podem ser muito mais longas. Cada célula ou fibra muscular multinucleada é conectada às células musculares paralelas e circundada por uma camada de tecido conjuntivo denominada endomísio. Tais fibras são, então, agrupadas em feixes mantidos juntos por outra camada de tecido conjuntivo, denominada perimísio. Esse grupo revestido ou feixe de fibras é denominado um fascículo. Os grupos de fascículos, feixe de fibras, cada qual com vasos sangüíneos e tecido nervoso associados, são mantidos bem unidos por outra camada de tecido conjuntivo denominada epimísio. Os facículos circundados por epimísio, que percorrem todo o comprimento do músculo esquelético, são então completamente circundados por um tecido conjuntivo importante denominado fáscia. A fáscia é um tecido conjuntivo resistente, denso e forte que recobre todo o músculo e, então, estende-se além do músculo em si, para se tornar o tendão fibroso. A fáscia é a fusão de todas as três camadas internas de tecido conjuntivo do músculo esquelético. A fáscia separa os músculos uns dos outros, permite o movimento sem atrito e forma o tendão como o qual o músculo é conectado ao osso. Isoladamente, cada uma das fibras é uma célula alongada. Cada uma dessas fibras musculares esqueléticas é formada por fibras menores chamadas miofibrilas, que são constituídas por dois tipos de filamento: os delgados e os grossos. Na realidade, os músculos esqueléticos estão dispostos em camadas que vão das mais superficiais às mais profundas e em direções variáveis. Quando o músculo está relaxado, os filamentos delgados e grossos presentes estão apenas ligeiramente sobrepostos. Com a contração muscular, os filamentos grossos se interpõem acentuadamente sobre os delgados. esse mecanismo encurta as miofibrilas e, conseqüentemente, toda a célula muscular. Portanto, quanto mais curtas as células musculares estiverem, maior será a intensidade da contração do músculo como um todo. O papel dessas células nervosas é transmitir estímulos para a contração da fibra muscular através de impulsos nervosos. Chama-se sinapse ou junção neuromuscular o espaço de comunicação entre esses dois tipos de célula. Também possui três propriedades principais: a elasticidade (distensão), a contratilidade (contração) e a tonicidade (tônus). A contração muscular esquelética acontece quando há uma interação das proteínas contráteis de actina e miosina, que ocorre na presença de íons de cálcio intracelulares e energia. A disponibilidade de energia para a contração vem por meio da hidrólise de ATP, e o cálcio é liberado pelo retículo sarcoplasmático(RS) quando estimulado pela despolarização. A ligação de um impulso neural gerado no sistema nervoso central a uma contração muscular esquelética distante é denominada acoplamento excitação-contração. A função do cálcio no músculo esquelético é expor um sítio de ligação da miosina na proteína actina. A contração muscular pára através do impulso nervoso na placa motora terminal ou junção neuromuscular. Quando o impulso é interrompido, o sinal para liberar o cálcio é removido e não mais liberado.
Existe a LEI DO TUDO OU NADA, ou seja, quando qualquer fibra é estimulada até o seu limite, uma resposta contrátil completa é desencadeada. Se o estímulo é menor que o limiar, não ocorre resposta contrátil. Para qualquer dada fibra, ela se contrai completamente ou não se contrai de todo.