Tema 2: Cuerpo rígido

Facultad de MedicinaEscuela de Medicina

BIOFÍSICA

ALUMNA

ROJAS FUENTES MARIA PERLA

Chiclayo – Abril-2016

UNIVERSIDAD DE CHICLAYO

DINAMICA DE UN CUERPO RÍGIDO

Los organismos

Tamaño Forma Estruct

ura

Estáticas y

dinámicas

Propiedades

MECÁNICA Estudio del movimiento de los cuerpos

Describe al movimient

osin tener en cuenta

sus causas

Intenta describir las causas

del movimien

toCinétic

a

CINEMÁTICA DINÁMICA

Se divide en:

Estática

BIOMECÁNICA

Mecánica aplicada a la biología

Médicas

Ocupacional

Aplicaciones:

DeportivasEvalúa las

patologías que afectan al

hombre para generar

soluciones.

Analiza la práctica

deportiva para mejorar su

rendimiento.

Estudia la interacción del cuerpo humano

con los elementos en su ambiente de

trabajo

MECÁNICA DEL APARATO LOCOMOTOR

ELEMENTOS ANATÓMICOS

ELEMENTOS MECÁNICOS

Huesos PalancasArticulaciones Juntas

Músculos MotoresTendones Cables

Ligamentos Refuerzos y cierres

en MOVIMIENTO

ENERGÍA DE LOS

ALIMENTOS

CUERPO HUMANO

transforma

CUERPO RÍGIDO: TORQUE

Aquel cuya forma no varía

pese a ser sometido a

fuerzas externas.

Cuerpo Rígido

Es una combinaci

óntraslación

rotación

Su movimien

to

d1

= d2

F F

ACCIÓN DE UNA FUERZA EN UN CUERPO RÍGIDO

Cuerpo rígido

Cuerpo no

rígido

Torque de una Fuerza

Se aplica una fuerza en algún punto de

un cuerpo rígido

El cuerpo tiende a

realizar un mov. De rotación

Algún eje

En Torno a Fuerza que

hace girar al cuerpo

Magnitud física

Con una

Torque

Puede ser

Positivo

Negativo

Sentido de las

manecillas del reloj

Sentido contrario a

las manecillas

del reloj

TORQUE NEGATIV

O

TORQUE POSITIVO

CONDICIONES DE EQUILIBRIO MECÁNICO

EQUILIBRIOCuando las fuerzas están actuando sobre un cuerpo

rígido

1ª Condición 2ª Condición

Equilibrio de

Traslación(1ª ley de newton)

Equilibrio de Rotación

La suma de todas las

fuerzas debe ser cero

La suma de momentos respecto a

cualquier punto debe ser cero.

• Calcule las fuerzas F1 Y F2 que ejercen los soportes sobre el trampolín de la figura cuando una persona de 50 kg de masa se para en la punta. La masa del trampolín es 40 kg y el centro de gravedad está en su centro.(g=10m/s2)

EJEMPLO:

TIPOS DE PALANCAS

¿Qué es una palanca?

barra rígida

girar

punto de apoyo fijo

que puede

en torno

elementos

Punto de apoyo

Resistencia

Potencia

P. de 1° genero

(Balance)

El Fulcro se encuentra entre

La resistencia

y la potencia

Movimiento de la cabeza cuando

asentimos

EXTENSION DE CUELLO F = P. A de la cabeza: articulación Atlas y axis R = peso de la cabeza localizado en su baricentro P = Musculatura extensora del cuello, inserción en la nuca

El Fulcro esta en un extremo

La Resistenci

a

La Potencia

P. de 2° genero (de

Poder)

Las encontramos al caminar, un movimiento tan genuinamente humano. Al andar, se ponen en juego distintos músculos que accionan palancas de 2º grado, que multiplican la fuerza para que podamos desplazar el peso de nuestro cuerpo

Las encontramos al caminar

F = Punto de apoyo del pie en el suelo R= articulación tibio- peroneo- astragalina, baricentro P= Musculatura extensora del tobillo localizada en el punto de inserción del tendón de Aquiles en el calcáneo

La Potencia se aplica en un punto entre el Fulcro (en un extremo) y la Resistencia. Brazo de Resistencia < Brazo de Potencia.

PALANCAS DE TERCER GÉNERO (de Velocidad):

FLEXION DE CODO (TERCER GRADO)F = Articulación del codo R= Peso del antebrazo y objetos que mantengamosP= musculatura flexora del codo

CENTRO DE GRAVEDAD DEL CUERPO HUMANO

CENTRO DE GRAVEDAD

PUNTO DONDE SE CONCENTRA TODO EL PESO DEL OBJETO CARACTERÍSTIC

AS

El punto puede estar ubicado fuera o dentro del cuerpo

Depende de la forma, distribución de masas y fuerzas gravitatorias

Ubicación variable por diferentes factores

OBJETOS SIMETRICOS«En los cuerpos homogéneos , es decir formados por una misma sustancia y de formas regulares simples, la posición del centro de gravedad puede establecerse a partir de criterios teóricos»

OBJETOS ASIMETRICOS:

«En el caso de los objetos asimétricos como el cuerpo humano , el centro de gravedad se encontrará más cerca del extremo mayor y de mayor peso»

CUERPO HUMANO

© 2014 Pontificia Universidad Católica del Perú - Todos los derechos reservados. Disponible en: http://deportes.pucp.edu.pe/tips/el-equilibrio-y-su-importancia-en-la-actividad-fisica/

FACTORES QUE DETERMINAN LA POSICIÓN DEL CENTRO DE GRAVEDAD EN EL CUERPO HUMANO

Estructura anatómica individual

Posturas habituales del pie.

Sostener pesos externos.

Edad. Sexo

EN LOS HOMBRES:

EN LAS MUJERES:

Se encuentra aproximadamente en el 56.18% dde la estatura del hombre medido de los pies hacia el vertexSe encuentra aproximadamente en el 54.44% de su estatura

ADEMÁS DEL CENTRO DE GRAVEDAD DEL CUERPO COMO UN TODO, CADA EXTREMIDAD TIENE SU PROPIO CENTRO DE

GRAVEDAD

CENTRO DE GRAVEDAD Y EL DEPORTE

EQUILIBRIO MECANICO DE UN

SISTEMA Y ESTABILIDAD

EQUILIBRIO

FUERZA + MOMENTO = 0

POSICION EN EL ESPACIO DE CONFIGURACION ES UN PUNTO DONDE EL GRADIENTE DE ENERGIA POTENCIAL ES 0

ESTADO ESTACIONARIO

Equilibrio de fuerzas

EQUILIBRIO

UNA PARTICULA

EN EQUILIBRI

O

PUEDE MOVERSE A

V. UNIFORME

PUEDE ROTAR A V. ANGULAR

NO SUFRE ACELERACION LINEAL

NO SUFRE ROTACION

CONSECUENCIA DE LAS

LEYES DE LA MECANICA

ESTABILIDAD DE EQUILIBRIO

EQUILIBRIO INESTABLE

SEGUNDA DERIVADA DE LA

ENERGÍA POTENCIAL < 0

EQUILIBRIO INDIFERENTE O

NEUTRAL

SEGUNDA DERIVADA = 0

EQUILIBRIO ESTABLE

SEGUNDA DERIVADA > 0

SE LLEVA A CABO ESTUDIANDO LOS

MINIMOS Y MAXIMOS LOCALES

FUNCION DE E. POTENCIAL

APLICACIONES AL SISTEMA MÚSCULO ESQUELETICO DE

LAS PALANCAS ÓSEAS

• La palanca es una máquina simple compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo, o fulcro.• El ensamblaje del movimiento humano

se realiza mediante sistemas de palancas músculo-hueso. La tensión de los músculos se aprovecha al actuar en la serie de palancas proporcionadas por los tejidos óseos rígidos. Los componentes óseos actúan como brazos de palanca y la articulaciones constituyen el eje de movimiento (fulcro); la fuerza depende de la contracción muscular.

Tipos o Géneros de palancas corporales

Género

• Primer• Segundo • Tercero

Denominación

• Interapoyante

• Interresistente

• Interpotente.

Modelo

• Columna Cervical

• Tobillo-Pie• Biceps

branquial

Ejemplos:

http://www.uaemex.mx/RevMedInvUAEMex/docs/Vol2Num2/14_AO_TORQUE_MAXIMO_ABSOLUTO.PDF