Quão intensa é a força que conseguimos fazer com nossos músculos?

A intensidade da força que conseguimos exercer depende do tamanho do músculo usado. Mais especificamente, depende da área da sua seção transversal. Usando músculos “finos”, de pouca área, conseguimos fazer menos força do que usando músculos grandes. Com os músculos da coxa conseguimos fazer muito mais força do que com os músculos do dedo mindinho.

Para ver um livro sobre física e esportes, clique aqui

    Um valor típico para a força de contração que um músculo consegue exercer é de aproximadamente 20 a 30 newtons por centímetro quadrado, ou cerca de 2,5 a 3,0 kgf/cm2. Isso quer dizer que cada centímetro quadrado do músculo consegue exercer uma força de 20 a 30 N. Por exemplo, um músculo, ou conjunto de músculos atuando paralelamente, com uma área de 50 centímetros quadrados consegue exercer uma força de 1.000 N a 1.500 N (cerca de 100 kgf a 150 kgf). (Esse área de 50 cm2 corresponde, aproximadamente, aos músculos da coxa, o quadríceps; evidentemente, a área da seção transversal de um músculo depende do tamanho da pessoa, da idade e, claro, de seu perfil físico.)

    Com um pequeno músculo com apenas 0,1 cm2 de área, a maior força que podemos fazer é da ordem de 2 ou 3 N, ou seja, a força necessária apenas para segurar um livro não muito grande.




   
    Alavancas

    Todas as forças referidas acima correspondem a forças feitas para contrair o músculo. Entretanto, muitos músculos fazem parte de sistemas de alavancas: eles, ao se contraírem, apenas puxam ou empurram alguma alavanca – o maxilar, um membro etc. A figura abaixo ilustra como os músculos do antebraço puxam uma alavanca. As duas forças representadas em azul formam um par de forças cujo torque em relação ao “pino” – em uma condição de equilíbrio – deve ser nulo. Assim, a força representada pela seta menor (que corresponde ao peso daquilo que se está carregando, por exemplo) é menor do que a força feita pelo bíceps.






    Força em movimento

    Há, ainda, um aspecto importante sobre a intensidade de força que conseguimos exercer. Um músculo consegue exercer uma força da ordem de 20 a 30 newtons por centímetro quadrado em uma situação estática, sem movimento. Entretanto, quando um músculo está se contraindo, a força que conseguimos exercer é tão menor quanto maior for a velocidade dessa contração. E há uma velocidade de contração que a partir da qual não conseguimos mais fazer força alguma.
    Em resumo, quanto menor a velocidade de contração dos músculos, maior a força que conseguimos fazer; e quanto maior a velocidade, menor a força. Isso explica porque, quando empurramos um carro quebrado, por exemplo, conseguimos, no início, exercer uma força bem intensa.  Entretanto, na medida em que o carro vai ganhando velocidade, a velocidade com que os músculos da nossa perna se contraem – são com eles que andamos para a frente e empurramos o carro – nossa capacidade de fazer força vai se reduzindo e, portanto, a aceleração que conseguimos imprimir ao carro também vai se reduzindo.

Se você gostou deste texto, clique aqui para ver o índice do livro Um Pouco da Física do Cotidiano