Biofisica: Bioelasticidad
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BIOELASTICIDAD
Integrantes:Candia Ordoñes Shelley.
Carhuajulca Delgado Alember.
Esquén Vásquez Milagros.
Puicón ……..
Quiroz Sánchez Milagros.
Silva Fiestas Jorge.
Tarrillo Dominguez Brian.
Vásquez Montenegro Oscar.
¿Qué sucede …. ?
Propiedad de cambiar de forma cuando actúa una fuerza
de deformación sobre un objeto, y el objeto regresa a su
forma original cuando cesa la deformación.
Si se estira o se comprime más allá de
cierta cantidad, ya no regresa a su estado
original, y permanece deformado.
Limite elástico
Cuando se tira o se estira algo se dice que está en tensión
(largas y delgadas).
Cuando se aprieta o se comprime algo se dice que está en
compresión (cortas y gruesas).
Esfuerzo
Definición se expresa
N/m2 o en Pascal (Pa)
Es la fuerza externa que actúa sobre un
cuerpo por unidad de área de sección
transversal, es decir, se aplica al material por fuerzas externas
donde:•o= esfuerzo•F=fuerza•A =área
Magnitud Tensorial
Clasificación
Tensor Comprensor Si T>0 (hacia fuera del cuerpo) fuerza de tracción
Si T<0 (hacia dentro del cuerpo) fuerza de compresión
F
WTensión
F
W
Compresión
Deformación
Es la razón entre el cambio enlongitud y la longitud original, es decir,es la respuesta del material al esfuerzo
Es el cambio del tamaño y la forma de un cuerpo debido a la aplicación
de una o más fuerzas sobre el mismo.
Cambio en longitud
Deformación= ----------------------------
Longitud original
Deformación
(visco) plástica o
irreversible
Deformación en que el
material no regresa a su
forma original después de
retirar la carga
aplicada.
Deformación
elástica o reversible
Deformación en la que el
cuerpo recupera su forma
original al retirar la fuerza que
le provoca dicha deformación
TIPOS DE DEFORMACIÓN
Flexión
TENSIÓN
TENSIÓN
COMPRENSIÓN
Torsión
MODULOS
CIZALLADURA TORSIÓN
YOUNG VOLUMÉTRICO
• Para materiales cuya longitud es mucho mayor que el
ancho o espesor, se tiene preocupación por el módulo
longitudinal de elasticidad, o módulo de Young (Y).
allongitudin ndeformació
allongitudin esfuerzoYoung de Módulo
• Cuando producimos un estiramiento de la barra, mediante
la aplicación de una fuerza, experimentalmente se observa
que la deformación es proporcional al esfuerzo.
Módulo de Young
• Donde, Y es el módulo elástico, llamado módulo de Young. Se utiliza tanto para tracción como para compresión.
• En la mayoría de los materiales el módulo de Young para tracción, tiene el mismo valor que en compresión.
• Para materiales biológicos, el módulo de Young para tracción de un hueso, es diferente al valor para compresión.
• Tener en cuenta que la fuerza aplicada es perpendicular a la sección transversal.
)nDeformació(YEsfuerzo
oL
LY
A
F
•Cuando producimos un desplazamiento de planos paralelos en la dirección de la fuerza aplicada, experimentalmente se observa que la
deformación es proporcional al esfuerzo.
Matemáticamente
Donde, G es el módulo elástico, llamado módulo de Cizalladura.
Tener en cuenta que la fuerza aplicada es paralela al área en cuestión.
)nDeformació(GEsfuerzo
h
xG
A
F
Módulo de Cizalladura
La torsión es un fenómenotípico de cizalladura. Seproduce una deformacióncuando se aplica un par defuerzas (F, en la parte superiorde la barra y la sección inferiorde la barra está fija.
Módulo de Torsión
• Si un cuerpo se somete a iguales esfuerzos de tracción o
compresión por todos los lados, entonces el cuerpo
sufrirá deformación volumétrica.
• donde, B es el módulo volumétrico.
oV
VBp
Módulo Volumétrico
Deformación Elástica:
Ley de Hooke
Ley fundamental de la elasticidad
formulada
1660 por Robert Hooke
Un cuerpo elástico se estira de forma proporcional a la fuerza que se ejercesobre él
invención del resorte helicoidal o muelle.
Todos los cuerpos que cumplen con esta ley serán denominados cuerposelásticos y los que no, cuerpos inelásticos.
BIOELASTICIDAD
MUSCULOS HUESOS VASOS
SANGUINEOS
EN MUSCULOS
• Desde el punto de vista mecánico, laactividad del músculo se puede poner demanifiesto por un acortamiento, por eldesarrollo de fuerza de tracción o porambas cosas. Este proceso recibe elnombre de contracción muscular, y elpasaje del estado de actividad al dereposo se llama relajación.
• En un músculo aislado con su nervio(preparado neuromuscular), si aplicamospor medio de los electrodos S un estímuloeléctrico al nervio, el músculo se contraebruscamente y enseguida se relaja, esteproceso se llama sacudida simple.
• Si los extremos del músculo se hallan fijos,este, no se acorta, pero su actividad sepone igualmente de manifiesto por unaumento de tensión que puede registrarsemediante un transductor de fuerza.
EN HUESOS
EN VASOS SANGUINEOS.
FRACTURAS
•Una fractura es la pérdida de continuidad en laestructura normal de un hueso, sumado al trauma yla alteración del tejido blando.
•La fractura se produce por la aplicación de unafuerza sobre el hueso, que supera su resistenciaelástica.Las rupturas de los huesos pueden serproducto de caídas, traumatismos, golpes o patadasal cuerpo.
FRACTURA ESPIRAL
Aquella que posee la apariencia deun resorte y en la cual la roturatoma justamente el aspecto de unaespiral alrededor de la diáfisis delhueso.
fractura en la que la línea de roturasigue una dirección espiral enrelación al eje del hueso y este se hatorcido mas o menos.
FRACTURA CONMINUTA
El hueso se rompe en
muchos pequeños
fragmentos (tres o más
fragmentos en el lugar
de la fractura).
FRACTURA DEL TALLO VERDE
Es una fractura incompletaque recibe ese nombredebido a que presenta elaspecto de una varadoblada, pero no rota: Eneste tipo de fracturaalgunas fibras se separan,pero otras permanecenintactas.
FRACTURA PATOLÓGICA
Se producen en un
traumatismo sobre un
hueso ya debilitado o
destruido por una
enfermedad, como la
osteoporosis o un tumor.
FUERZAS DE FRACTURA
En general, la fractura se produce por la aplicación de una fuerza sobre el hueso, que
supera su resistencia elástica, en cuanto al mecanismo de aplicación de dicha fuerza
sobre el foco de la fractura, podemos clasificarlas:
Por traumatismo directo, en las cuales el foco de fractura ha sido producido por un
golpe directo cuya energía se transmite directamente por la piel y las partes blandas.
Por traumatismo indirecto, en las cuales el punto de aplicación de la fuerza está
alejado del foco de fractura. En este caso las fuerzas aplicadas tienden a torcer o
angular el hueso.
Por fatiga, también denominadas espontáneas, son aquellas en que la fuerza es
aplicada en forma prolongada e intermitente en el tiempo.
FRACTURA SIMPLE O CERRADA
Los fragmentos óseos no desgarran el tejido circundante ni la piel, que, por lo tanto se
mantiene indemne.
Si el pico de la fractura no se asocia a ruptura de la piel, o si hay herida, ésta no comunica
con el exterior.
Habitualmente producida por un traumatismo directo, con la fuerza aplicada en forma
perpendicular al eje mayor del hueso.
FRACTURA ABIERTA O COMPUESTA
Y OBLICUA
El hueso fracturado desgarra y atraviesa la piel, por lo que queda expuesto al
exterior.
Si hay una herida que comunica el foco de fractura con el exterior, posibilitando a
través de ella, el paso de microorganismos patógenos provenientes de la piel o el
exterior.
Producidas por traumatismo indirecto, con una fuerza de angulación sobre el
hueso.
FRACTURA POR COMPRESIÓN
Si la fuerza es aplicada paralelamente al eje de resistencia
habitual del hueso, como lo que ocurre en las caídas de altura de
pie sobre las vértebras, resultando en una compresión del hueso,
acortándolo, se denominan fractura por aplastamiento.
FRACTURA TRANSVERSA
Habitualmente producidas por un traumatismo directo, con la fuerza
aplicada en forma perpendicular al eje mayor del hueso.
GRACIAS