Consulenza scientifica
Marco Bonifazi
Specialista in Medicina dello Sport, è Professore associato di Fisiologia
presso il Dipartimento di Biotecnologie mediche dell’Università di Siena. Coordinatore tecnico del Centro Studi e Ricerche della Federazione Italiana Nuoto. Ha partecipato, come medico e dirigente tecnico a otto edizioni dei Giochi Olimpici, dal 1988 al 2016.
COME SI CALCOLA LA FORZA
La forza è una grandezza fisica di carattere vettoriale che si realizza principalmente durante l’interazione fra corpi. Essa quantifica l’effetto di tale interazione nel determinare una variazione dello stato di quiete o di moto di un corpo oppure per mantenere lo stato di un corpo quando un’altra forza esterna tende a variarlo.
Per calcolare la forza necessaria per variare lo stato di quiete o di moto di un corpo, si fa riferimento alla seconda legge di Newton che descrive la forza come la derivata della quantità di moto (prodotto della massa per la velocità) rispetto al tempo. Ne consegue che la forza è calcolata come il prodotto della massa per l’accelerazione:
F = m * a
dove:
- “m” è la massa del corpo (in kg)
- “a” è l’accelerazione (in m/s2).
L’unità di misura della forza è, appunto, il Newton (N). 1 N corrisponde alla forza necessaria per imprimere un’accelerazione di 1 m/s2 a una massa di 1 kg.
QUESTO CONDIZIONA IL CONCETTO DI PESO
Tutti noi usiamo questa terminologia (“prendo il bilanciere che pesa 10 kg”) ma non sarebbe corretta. La forza-peso (o peso) è la forza di attrazione che un campo gravitazionale (da noi quello terrestre) esercita su una massa.
Quindi, anziché dire “io peso 80 kg” si dovrebbe dire “io ho una massa di 80 kg”; oppure, se proprio si vuole usare il “peso”, si potrebbe dire “io peso (cioè esercito una forza-peso di) 785 N” calcolati moltiplicando 80 kg per l’accelerazione di gravità (9,81 m/s2).
LA FORZA DIPENDE DAL TIPO DI CONTRAZIONE MUSCOLARE
Fatte queste premesse, la forza muscolare corrisponde quindi alla tensione esercitata dalla contrazione muscolare per contrastare o vincere il campo gravitazionale. Essa dipende dal tipo di contrazione stessa:
- Contrazione isometrica. Durante la contrazione isometrica (nella quale non c’è variazione di lunghezza del muscolo) la forza muscolare corrisponde alla tensione sviluppata dal muscolo per mantenere un corpo fermo contrastando l’attrazione gravitazionale. Essa è quindi pari alla forza-peso di una massa conosciuta (per esempio, un manubrio di 10 kg).
- Contrazione concentrica. Durante la contrazione concentrica (durante la quale il muscolo sviluppa tensione accorciandosi) la forza muscolare corrisponde alla tensione sviluppata dal muscolo per sollevare un corpo contro l’attrazione gravitazionale. In questo caso, la tensione sviluppata dal muscolo è pari alla forza-peso del corpo più la forza necessaria per accelerare il corpo durante il movimento.
- Contrazione eccentrica. Durante la contrazione eccentrica (durante la quale il muscolo sviluppa tensione allungandosi) la forza muscolare corrisponde alla tensione sviluppata dal muscolo (Tm) per rallentare la discesa di un corpo verso l’attrazione gravitazionale. Nella contrazione eccentrica la tensione sviluppata dal muscolo è pari alla forza-peso del corpo meno la forza per l’accelerazione durante il movimento per la quale contribuisce quella di gravità.
L’ESPERTO: FORZA E MOVIMENTO
“Nelle contrazioni concentrica ed eccentrica la tensione muscolare varia durante il movimento“. Indica il Professor Marco Bonifazi, che spiega: “Nella concentrica, la forza media durante tutto l’arco di movimento che il muscolo deve sviluppare per permettere il movimento è superiore alla forza-peso del corpo da sollevare, mentre nella contrazione eccentrica è l’opposto“.
1) Contrazione Isometrica, nella quale non c’è movimento e la tensione sviluppata dal muscolo mantiene un corpo fermo contro la forza di gravità;
2) Contrazione Concentrica, dove il movimento avvicina i capi articolari e la tensione muscolare serve per spostare un corpo vincendo la forza di gravità;
3) Contrazione Eccentrica, in cui i capi articolari si allontanano durante il movimento e la tensione sviluppata dal muscolo rallenta la discesa di un corpo sottoposto alla forza di gravità.
BIBLIOGRAFIA
- Bosco C. La forza muscolare. Aspetti fisiologici e applicazioni pratiche. Società Stampa Sportiva, Roma, 1997
- Egan B & Zierath JR. Exercise Metabolism and the Molecular Regulation of Skeletal Muscle Adaptation. Cell Metabolism. 2013
- Kraemer WJ, Ratamess NA. Fundamentals of resistance training: progression and exercise prescription. Med Sci Sports Exerc. 2004
CONDIVIDI
Pensa alle persone che conosci, gli amici, la tua famiglia. Dai loro l’opportunità di stare bene, in salute. Condividi sui social quello che hai appena letto. Più condividi, più te ne saranno grati.
