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Sulla scia del precedente articolo mi piacerebbe affrontare in modo più esaustivo qualche principio di meccanica e biomeccanica applicata al fitness.

Le carrucole

In meccanica una carrucola è una macchina semplice per sollevare pesi. Lo scopo di una carrucola “fissa” (la tipologia che troviamo in palestra – ndr) è quello di modificare la linea di azione di una forza. La carrucola consente di direzionare la linea di azione della forza nel modo a noi più comodo¹. carrucola_forza

Le leve

Una leva è un’asta rigida capace di ruotare attorno ad un punto fisso, chiamato fulcro. La leva è composta da 2 bracci che sono anche indicati con i termini di braccio-potenza (P) e braccio-resistenza (R) e in fine un fulcro, dove appoggia essa; il primo è il braccio al quale bisogna applicare una forza per equilibrare la resistenza applicata all’altro braccio². [wikipedia]

Nel corpo umano consideriamo come fulcro (F) l’articolazione interessata, come asse il segmento osseo e come punto di applicazione della potenza (P) l’inserzione muscolare³. Nel caso in cui l’arto abbia un sovraccarico importante (come ad esempio un manubrio) considereremo il centro del manubrio come punto di applicazione della resistenza (R). La distanza fra fulcro (F) e potenza (P) si dice braccio della potenza (bP), mentre la distanza tra il fulcro (F) e la resistenza (R) si dice braccio della resistenza (bR)³.

Le leve possono essere svantaggiose o vantaggiose. Sarà svantaggiosa quando la lunghezza del braccio della potenza (bP) è inferiore alla lunghezza del braccio della resistenza (bR)³. Quindi per sollevare un certo peso è necessaria una forza maggiore del peso da sollevare.

Leva svantaggiosa

Sarà vantaggiosa quando la lunghezza del braccio della potenza (bP) è superiore alla lunghezza del braccio della resistenza (bR)³. Quindi per sollevare un certo peso è sufficiente una forza inferiore del peso da sollevare.

Leva vantaggiosa

Esistono 3 diversi tipi di leva:

leva di 1° genere: il fulcro (F) è interposto tra potenza (P) e resistenza (R); può essere vantaggiosa o svantaggiosa.
leva di 2° genere: la resistenza (R) è interposta tra fulcro (F) e potenza (P); è sempre vantaggiosa.
leva di 3° genere: la potenza (P) è interposta tra fulcro (F) e resistenza (R); è sempre svantaggiosa.

Ecco un esempio delle tre tipologie di leva che troviamo nel corpo umano:

Possiamo dire che le catene cinetiche del corpo umano sono, per la maggior parte, di 3° genere svantaggiose, a causa della vicinanza dell’inserzione del tendine al fulcro di articolazione. Questa particolare architettura anatomica da grandi vantaggi in termini di velocità periferica e ampiezza di movimento, ma ha lo svantaggio di erogare poca forza¹.

A quanto detto fin ora va aggiunto anche un aspetto molto importante del muscolo definito dalla legge di Schwann: “la forza assoluta di un muscolo diminuisce man mano che esso si accorcia contraendosi”. Questo significa che in un muscolo, la capacità di generare forza varia con il variare degli angoli articolari; quindi la massima espressione di forza non è uniforme durante il ROM (Range Of Motion, cioè l’escursione articolare)⁵. In altre parole, ogni muscolo possiede una diversa resa a seconda dell’angolo di movimento a cui è sottoposto e, in ogni movimento composto, l’intervento dei muscoli sinergici varia in base all’angolo di lavoro. In ogni gesto vi sarà quindi una parte di escursione meno impegnativa ed una più impegnativa⁴. A seguire alcuni esempi:

Alzate laterali con manubri

1.: posizione di partenza; deltoide in allungamento massimo; maggiore forza. 2.: posizione finale; deltoide in accorciamento massimo; forza minore.

Distensioni su panca piana (bench press)

1.: posizione di partenza; pettorale in accorciamento massimo; forza minore. 2.: posizione finale; pettorale in allungamento massimo; forza maggiore.

Curl con manubri su panca Scott

1.: posizione di partenza; bicipite in allungamento massimo; maggiore forza. 2.: posizione finale; bicipite in accorciamento massimo; forza minore.

Rematore con bilanciere

1.: posizione di partenza; maggiore forza. 2.: posizione finale; forza minore.

Tricipiti alla carrucola alta

1.: posizione di partenza; maggiore forza. 2.: posizione finale; forza minore.

Quindi è bene tenere sempre a mente che durante l’esecuzione dei vari esercizi la massima forza che un muscolo riesce ad esercitare è direttamente correlata alla sua lunghezza (intesa come posizione di allungamento del muscolo, in opposizione alla posizione di accorciamento dello stesso – ndr)⁶’⁷. Una volta familiarizzato con questo fondamentale concetto lo si può applicare alle varie tipologie di esercizio. Sappiamo infatti che è possibile allenare ogni muscolo stimolandolo in vari modi, o per meglio dire, con diverse angolazioni di lavoro. Pensiamo ad esempio alle varianti di una “semplice” alzata laterale: con manubri da in piedi, con manubri con corpo inclinato, con manubri stesi su un fianco su panca inclinata e le rispettive alternative ai cavi. Ciascuna di queste varianti fa “leva” (scusate il gioco di parole) sul fatto che angoli diversi di lavoro incideranno differentemente sulla resa muscolare rendendo più o meno impegnative determinate porzioni del movimento.

Nel prossimo articolo vedremo come applicare praticamente i concetti sopra esposti (carrucole, leve e resa muscolare) affinché si possa capire dove stanno le differenze (molto sostanziali, tra l’altro) tra una variante e l’altra del medesimo esercizio, o come, nel caso dei cavi, gestendo la distanza dal macchinario (cioè dalla carrucola) si possa lavorare in modo molto diverso il medesimo muscolo. Alla prossima! =)

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