Pedana di forza Misura: Stabilità posturale nel tempo Locomozione Salti Atterraggi al terreno (dopo una fase di volo) Salita e discesa dalle scale

Per descrivere una forza applicata, tre elementi sono necessari: FORZE E MOMENTI La forza è data da qualsiasi causa capace di modificare lo stato di quiete o di moto di un corpo. Una forza è l’azione di un corpo su di un altro. Per descrivere una forza applicata, tre elementi sono necessari: Punto d’applicazione Intensità Direzione e verso

Il punto d’applicazione è il punto del corpo a cui è applicata la forza (il punto A della figura). L’intensità (oppure il modulo o la grandezza) di una forza è il numero espresso in Newton [N] che misura il valore della forza. La direzione è definita dalla retta d’azione ed il verso dalla freccia. Due forze P e Q, applicate nel punto A, possono venire riassunte nell’unica forza R, che esercita lo stesso effetto su A. Tale forza R prende il nome di Risultante. Questo modo di comporre le due forze P e Q, prende il nome di regola del parallelogramma.

Composizione di forze nel piano L’insieme di due o più forze, agenti contemporaneamente su un corpo, costituisce un sistema di forze; un sistema di forze si dice sistema di forze piano, quando tutte le rette d’azione giacciono nello stesso piano e ciascuna di queste forze si dice complanare.

MOMENTO DI UNA FORZA M = F•b Il momento di una forza F rispetto ad un punto O, è il prodotto dell’intensità della forza F per la distanza (il braccio) del punto O dalla retta d’azione della forza. Punto di applicazione O Intensità pari al prodotto di F per b M = F•b Essendo la forza espressa in Newton [N] e la distanza in metri [m], il momento di una forza sarà espresso in Newton•metro [N•m]

La pedana di forza Permette di misurare : - Le forze su tre assi - Gli spostamenti antero-posteriori e latero-laterali

Le Forze misurate su tre assi Fz Fx Fy

MR = R x b M1 = F1 x b1 M2 = F2 x b2 da cui MR=M1+M2 e cioè La somma algebrica dei momenti delle singole forze, rispetto ad un generico punto O, è uguale al momento della risultante R, rispetto allo stesso punto. MR = R x b M1 = F1 x b1 M2 = F2 x b2 da cui MR=M1+M2 e cioè R x b=(F1 x b1)+(F2xb2)

La pedana

La pedana

Un passo con una o due pedane

Un salto

Corsa con due pedane

Gli spostamenti Sono riferiti allo spostamento del Centro di Pressione (COP) Il Centro di Pressione (COP) è la proiezione sul piano della pedana del baricentro del soggetto quando rimane fermo; Si possono misurare gli spostamenti del COP rispetto ai due assi cartesiani: - Spostamento latero-laterale (Sx) - Spostamento antero-posteriore (Sy) x y + -

Tale traiettoria viene definita “Migrazione del COP”. la pedana permette anche di misurare la traiettoria che compie il COP durante tutto il tempo che il soggetto rimane sopra la pedana; Migrazione del COP di un soggetto fermo in piedi per 30 sec. con gli occhi aperti

Soggetto fermo con occhi aperti e occhi chiusi

La pedana può essere usata in vari ambiti: Poter interpretare correttamente il segnale della pedana è indispensabile conoscere la “cinematica” del movimento che si sta studiando La pedana può essere usata in vari ambiti: Studio del movimento umano Studio movimenti sportivi Diagnostica Riabilitazione

Dinamica fin qui Spostamenti calcolati dai momenti delle forze applicate

Dinamica

Spostamento Antero Posteriore (mm) Dinamica Area descritta dal gomitolo formato dalla migrazione del Centro di Pressione che e’ definito come la proiezione del Centro di Massa sul terreno. Spostamento Antero Posteriore (mm)

Displacement A-P total movement (20 seconds) Time (seconds) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 -60 -40 -20 40 60 80 RA PA Displacement (mm)

Cinematica Karate: spostamento di una zavorra dopo un tiro diretto

Leggero contatto e stabilizzazione posturale Leggera pressione (0.5 N) di un dito può aumentare di molto la stabilità posturale. Indice importante per: Costruzione di bastoni Utilizzo dei bastoni Applicazioni fisioterapiche

Integrazione percettivo-motoria

Studi sull’utilizzo dei bastoni In funzione della distribuzione della forza applicata su ogni singolo arto Supporto del bastone non è solo biomeccanico! Studi sulla pedana di forza hanno mostrato che l’integrazione fra informazioni propriocettive e percettive portano ad una maggiore stabilità

Amputati Applicano forza sul bastone prima di appoggiare totalmente il piede a terra Il bastone sembra servire come ricevere informazione percettiva prima della reale applicazione del peso. Molte patologie neuromuscolari sono trattate con l’uso del bastone mostrando una funzione percettiva dello stesso

Percezione tattile Pochi N di forza Alta stabilità posturale

Relazione fra Oscillazione COP Oscillazione dito

La camminata con supporto

Camminata con e senza supporto

protocollo L’area del gomitolo formato dalle oscillazioni del (COP) e calcolata come il 90% dei punti racchiusi in una ellisse. La lunghezza del gomitolo espressa in (mm), che rappresenta la distanza totale percorsa dal (COP). La velocità media (mm/s) Lo spostamento medio latero-laterale (L-L) e antero-posteriore (A-P) delle oscillazioni I valori minimi e massimi dello spostamento (L-L) e (A-P) Il range di spostamento (L-L) e (A-P).

Parkinson

Fig. 1.: Aree e Lunghezze del COP nella condizione stand per Anziani e Parkinson

Figura 2. Metodo di calcolo della distanza fra la posizione stand e quella inclinata avanti per una prova di un soggetto.

In media gli anziani indietreggiano di 1. 04 cm ad occhi chiusi e di 0 In media gli anziani indietreggiano di 1.04 cm ad occhi chiusi e di 0.44 cm ad occhi aperti. I parkinson indietreggiano in media 1.25 cm ad occhi chiusi e 0.74 cm ad occhi aperti. BLU spostamenti Antero Posteriori. ROSSO fase di inclinazione in avanti e modalità di calcolo della distanza ottenuta (media dei primi punti – media degli ultimi punti)