Esame gennaio 2024 di Bioingegneria del sistema motorio

Equazioni di equilibrio per determinare il centro di pressione

Noti i seguenti dati relativi ad una piattaforma di forza, si scrivano le equazioni di equilibrio utili alla determinazione delle coordinate x e y del Centro di Pressione (CoP) (punto P in figura), descrivendo in modo sintetico la procedura e si riportino i risultati numerici.

Per conoscere le coordinate del centro di pressione bisogna in primis fare il prodotto vettoriale tra le posizioni delle celle di carico e i vettori di forza R e in seguito realizzare una matrice che ha per righe rispettivamente: i j k; x y z; Fx Fy Fz.

In seguito (trascurando Fx e Fy rispetto a Fz) si impostano le equazioni di equilibrio attorno all'asse x per trovare y e l'equilibrio attorno all'asse y per trovare x. In particolare si avrà: MR1x + MR2x + MR3x + MR4x + MFx = 0, dove MFx = Fz Y. Quindi ricaviamo Y = - (MR1x + MR2x + MR3x + MR4x) / Fz = 0,019. La seconda equazione sarà MR1y + MR2y + MR3y + MR4y + MFy = 0, dove MFy = -FxZ da cui X = (MR1y + MR2y + MR3y + MR4y) / Fz = -0,07.

Descrizione e commento di una figura relativa all'esercizio fisico

Considerando un soggetto normotipico in caso di esercizio sottomassimale (per valori inferiori a 200 calnette/kg/min) e in caso di regime, ossia quando il meccanismo anaerobico alattacido si annulla, il quantitativo di energia prodotto è direttamente proporzionale all'ossigeno consumato, dunque E = MVo2.

Una volta superato il valore di 200 calnette/kg/min l'esercizio diventa sovramassimale, e ciò comporta la produzione di acido lattico, dunque l'energia spesa dipenderà sia dal contributo aerobico sia da quella anaerobico lattacido E = MVo2 + NLA dove N = 230 kcal/g e LA è il quantitativo di acido lattico prodotto.

A seconda della preparazione fisica del soggetto le curve variano, o meglio varia il limite di Energia sopra la quale interviene anche il meccanismo anaerobico lattacido. Nel caso di anossia infatti al di sotto di 180 kcal/kg/min entra in gioco solo il meccanismo aerobico, invece nel caso di soggetto atletico la soglia è di 280 kcal/kg/min.

Componenti del sistema nella 'macchina automotrice'

• I muscoli, i tendini e sistemi di leve.
• I muscoli, gli arti inferiori.
• I muscoli, le afferenze sensoriali.
• Il sistema nervoso, i muscoli.

Calcolo del momento d'inerzia del braccio

Utilizzando il metodo detto del 'quick release' come rappresentato in figura, il momento d'inerzia del braccio J(a) è dato dalla relazione:

J(a) = (f d) / θ°

Indice dinamico nella risposta del fuso all'allungamento

• La frequenza in condizioni stazionarie (iniziale/finale).
• Il rapporto tra le variazioni di frequenza prima e dopo l'allungamento e l'allungamento stesso.
• La differenza tra la frequenza di sparo al termine della rampa e quella a cui si assesta a regime.
• Il rapporto tra la polarizzazione e la velocità di allungamento.

Verrà rivisto

Ruolo del sistema efferente gamma

Il ruolo del sistema efferente gamma nei meccanismi di controllo motorio è quello di:

• Produrre la contrazione del muscolo anche senza intervento di un comando motorio discendente sui motoneuroni alfa.
• Produrre la contrazione muscolare in risposta ad un accorciamento.
• Adattare la lunghezza del fuso neuromuscolare alla lunghezza del muscolo quando il muscolo si allunga per effetto di un comando di contrazione.
• Nessuna delle precedenti.

Verrà rivisto

Controllo retroazionato a feed-forward

• Utilizza l'informazione sensoriale prima dell'esecuzione del movimento. È più veloce del feedback e non richiede apprendimento per essere efficace.
• Utilizza l'informazione sensoriale prima dell'esecuzione del movimento. È più veloce del feedback ma richiede apprendimento per essere efficace: bisogna valutare le informazioni sensoriali a disposizione.
• Utilizza l'informazione sensoriale prima dell'esecuzione del movimento. È più lento del feedback e richiede apprendimento per essere efficace: bisogna valutare le informazioni sensoriali a disposizione.
• Non utilizza l'informazione sensoriale prima dell'esecuzione del movimento. È più veloce del feedback ma richiede apprendimento per essere efficace: bisogna valutare le informazioni sensoriali a disposizione.