UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

52
Física en la Terapia Ocupacional 1.3 Rotación Teoría Dr. Willy H. Gerber Instituto de Física, Universidad Austral, Valdivia, Chile 27.08.2009 W. Gerber Física en la Terapia Ocupacional - 1.3 Rotación - Teoría 27.08.2009 1 / 52

description

UACH Lecture, Spring 2009

Transcript of UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Page 1: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Fiacutesica en la Terapia Ocupacional13 Rotacioacuten

Teoriacutea

Dr Willy H Gerber

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral Valdivia Chile

27082009

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 1 52

Describiendo una Rotacioacuten

Para describir una rotacioacuten debemos primero que todo estudiar

Ejes Angulos Arcos Grados y Radianes

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 2 52

Ejes

yx

z

bc

Para poder describir una rotacioacutende un objeto en el espaciodebemos primero que todoidentificar un eje alrededor delcual se rotara esteEl eje se describe mediante unvector Los ejes mas simples sonlos ejes del sistema del sistema decoordenada En ese caso porejemplo rotamos en trono a un ejex y o z donde el techito indica deque se trata de un vector normado(su largo es uno)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 3 52

Aacutengulos

0 Δ

Fuera del Eje debemos indicar elAngulo en que se ha rotado elObjetoAl igual que en el caso de laPosicioacuten x debemos indicar desdedonde se inicio el Movimiento Enanalogiacutea al caso de la Posicioacutenpodemos designar el Angulo inicialcomo 0En tal caso el Angulo totalrecorrido sera

Δ = minus 0 (1)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 4 52

Arcos

Δs

Δr

Uno de los movimientos quepodemos describir mediante larotacioacuten es el movimiento a lolargo de un Arco Si el Angulo semide en Radianes se puedecalcular la Distancia recorrida Δs(el largo del Arco) simplementemultiplicando el Angulo Δrecorrido por el radio r mediante

Δs = rΔ (2)

De hecho la formula claacutesica delcalculo del Periacutemetro de unCirculo (2r) no es otra cosa queun Arco de largo 2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 5 52

Grados y Radianes

Es necesario trabajar radianespues solo con ellos se puedecalcular en forma directa ladistancia recorrida a lo largo de uncirculo Por ello cada vez quetengamos grados deberemosconvertirlos a radianes mediante

[rad] =

180∘[grad] = 017453 sdot [grad]

(3)En caso que se desee convertirgrados en radianes se puedeemplear

[grad] =180∘

[rad] = 57296 sdot [rad]

(4)W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 6 52

Velocidad de Rotacioacuten

Al igual que en el caso de la traslacioacuten podemos describir laforma como varia el Angulo que describe la posicioacuten (rotacioacuten)del cuerpo Por ello estudiaremos

Velocidad Tangencial Velocidad Angular Media Velocidad Angular Instantaacutenea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 7 52

Velocidad Tangencial

Δs

Δr

Si estudiamos la traslacioacuten a lolargo del periacutemetro Δs veremosque la velocidad definidaanteriormente como el camino Δsrecorrido en el tiempo Δt resultaen este caso

=ΔsΔt

(5)

que con ayuda de (2) resulta

=rΔ

Δt(6)

El termino ΔΔt corresponde auna Velocidad de la Rotacioacuten

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 8 52

Velocidad Angular Media

Podemos definir una Velocidad deRotacioacuten o Velocidad Angularcomo

Δt

Si recordamos la discusioacuten de lavelocidad de traslacioacuten paratiempos finitos (Δt gt 0)concluimos que en el fondo setrata en realidad de una VelocidadAngular Promedio

Δt(7)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 9 52

Velocidad Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Velocidad deTraslacioacuten existe el Concepto deVelocidad Angular Instantaacuteneaque es aquella Velocidad Angularque existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(8)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 10 52

Velocidad y Velocidad Angular

Con (6) y la definicioacuten de laVelocidad Angular (7) se obtieneque

= r (9)

que es el equivalente en velocidada lo que era la relacioacuten para elarco

s = r

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 11 52

Ecuaciones de Movimiento

Sobre la base de lo que hemos visto se puede inferir lasecuaciones de Movimiento para lo que es una Rotacioacuten Paraello estudiaremos

Analogiacutea con la Traslacioacuten Aceleracioacuten Angular Aceleracioacuten Angular Media Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea Caso Aceleracioacuten Angular Constante Ecuacioacuten de Velocidad Angular Ecuacioacuten de Angulo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 12 52

Aceleracioacuten Angular Media

Al igual que en el caso de latraslacioacuten se puede definir unamedida de la variacioacuten de laVelocidad Angular

Δt(10)

que denominaremos AceleracioacutenAngular Al igual que en laAceleracioacuten de la Traslacioacuten setrata de un valor promedio para elcaso de Tiempo Δt finito

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 13 52

Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Aceleracioacuten deTraslacioacuten existe el Concepto deAceleracioacuten Angular Instantaacuteneaque es aquella AceleracioacutenAngular que existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(11)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 14 52

Analogiacutea con la Traslacioacuten

La Tierra rota a velocidadangular constante

Si observamos la Ecuacioacuten para elarco (2) en el caso de condicionesiniciales nulas (s0 = 0 0 = 0) setiene la Ecuacioacuten simplificada delArco

s = r (12)

Para el caso de velocidad tenemos(9)

= r (13)

Por ello se puede inferir que lomismo aplica a la Aceleracioacuten con

a = r (14)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 15 52

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 2: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Describiendo una Rotacioacuten

Para describir una rotacioacuten debemos primero que todo estudiar

Ejes Angulos Arcos Grados y Radianes

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 2 52

Ejes

yx

z

bc

Para poder describir una rotacioacutende un objeto en el espaciodebemos primero que todoidentificar un eje alrededor delcual se rotara esteEl eje se describe mediante unvector Los ejes mas simples sonlos ejes del sistema del sistema decoordenada En ese caso porejemplo rotamos en trono a un ejex y o z donde el techito indica deque se trata de un vector normado(su largo es uno)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 3 52

Aacutengulos

0 Δ

Fuera del Eje debemos indicar elAngulo en que se ha rotado elObjetoAl igual que en el caso de laPosicioacuten x debemos indicar desdedonde se inicio el Movimiento Enanalogiacutea al caso de la Posicioacutenpodemos designar el Angulo inicialcomo 0En tal caso el Angulo totalrecorrido sera

Δ = minus 0 (1)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 4 52

Arcos

Δs

Δr

Uno de los movimientos quepodemos describir mediante larotacioacuten es el movimiento a lolargo de un Arco Si el Angulo semide en Radianes se puedecalcular la Distancia recorrida Δs(el largo del Arco) simplementemultiplicando el Angulo Δrecorrido por el radio r mediante

Δs = rΔ (2)

De hecho la formula claacutesica delcalculo del Periacutemetro de unCirculo (2r) no es otra cosa queun Arco de largo 2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 5 52

Grados y Radianes

Es necesario trabajar radianespues solo con ellos se puedecalcular en forma directa ladistancia recorrida a lo largo de uncirculo Por ello cada vez quetengamos grados deberemosconvertirlos a radianes mediante

[rad] =

180∘[grad] = 017453 sdot [grad]

(3)En caso que se desee convertirgrados en radianes se puedeemplear

[grad] =180∘

[rad] = 57296 sdot [rad]

(4)W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 6 52

Velocidad de Rotacioacuten

Al igual que en el caso de la traslacioacuten podemos describir laforma como varia el Angulo que describe la posicioacuten (rotacioacuten)del cuerpo Por ello estudiaremos

Velocidad Tangencial Velocidad Angular Media Velocidad Angular Instantaacutenea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 7 52

Velocidad Tangencial

Δs

Δr

Si estudiamos la traslacioacuten a lolargo del periacutemetro Δs veremosque la velocidad definidaanteriormente como el camino Δsrecorrido en el tiempo Δt resultaen este caso

=ΔsΔt

(5)

que con ayuda de (2) resulta

=rΔ

Δt(6)

El termino ΔΔt corresponde auna Velocidad de la Rotacioacuten

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 8 52

Velocidad Angular Media

Podemos definir una Velocidad deRotacioacuten o Velocidad Angularcomo

Δt

Si recordamos la discusioacuten de lavelocidad de traslacioacuten paratiempos finitos (Δt gt 0)concluimos que en el fondo setrata en realidad de una VelocidadAngular Promedio

Δt(7)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 9 52

Velocidad Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Velocidad deTraslacioacuten existe el Concepto deVelocidad Angular Instantaacuteneaque es aquella Velocidad Angularque existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(8)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 10 52

Velocidad y Velocidad Angular

Con (6) y la definicioacuten de laVelocidad Angular (7) se obtieneque

= r (9)

que es el equivalente en velocidada lo que era la relacioacuten para elarco

s = r

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 11 52

Ecuaciones de Movimiento

Sobre la base de lo que hemos visto se puede inferir lasecuaciones de Movimiento para lo que es una Rotacioacuten Paraello estudiaremos

Analogiacutea con la Traslacioacuten Aceleracioacuten Angular Aceleracioacuten Angular Media Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea Caso Aceleracioacuten Angular Constante Ecuacioacuten de Velocidad Angular Ecuacioacuten de Angulo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 12 52

Aceleracioacuten Angular Media

Al igual que en el caso de latraslacioacuten se puede definir unamedida de la variacioacuten de laVelocidad Angular

Δt(10)

que denominaremos AceleracioacutenAngular Al igual que en laAceleracioacuten de la Traslacioacuten setrata de un valor promedio para elcaso de Tiempo Δt finito

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 13 52

Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Aceleracioacuten deTraslacioacuten existe el Concepto deAceleracioacuten Angular Instantaacuteneaque es aquella AceleracioacutenAngular que existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(11)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 14 52

Analogiacutea con la Traslacioacuten

La Tierra rota a velocidadangular constante

Si observamos la Ecuacioacuten para elarco (2) en el caso de condicionesiniciales nulas (s0 = 0 0 = 0) setiene la Ecuacioacuten simplificada delArco

s = r (12)

Para el caso de velocidad tenemos(9)

= r (13)

Por ello se puede inferir que lomismo aplica a la Aceleracioacuten con

a = r (14)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 15 52

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 3: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Ejes

yx

z

bc

Para poder describir una rotacioacutende un objeto en el espaciodebemos primero que todoidentificar un eje alrededor delcual se rotara esteEl eje se describe mediante unvector Los ejes mas simples sonlos ejes del sistema del sistema decoordenada En ese caso porejemplo rotamos en trono a un ejex y o z donde el techito indica deque se trata de un vector normado(su largo es uno)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 3 52

Aacutengulos

0 Δ

Fuera del Eje debemos indicar elAngulo en que se ha rotado elObjetoAl igual que en el caso de laPosicioacuten x debemos indicar desdedonde se inicio el Movimiento Enanalogiacutea al caso de la Posicioacutenpodemos designar el Angulo inicialcomo 0En tal caso el Angulo totalrecorrido sera

Δ = minus 0 (1)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 4 52

Arcos

Δs

Δr

Uno de los movimientos quepodemos describir mediante larotacioacuten es el movimiento a lolargo de un Arco Si el Angulo semide en Radianes se puedecalcular la Distancia recorrida Δs(el largo del Arco) simplementemultiplicando el Angulo Δrecorrido por el radio r mediante

Δs = rΔ (2)

De hecho la formula claacutesica delcalculo del Periacutemetro de unCirculo (2r) no es otra cosa queun Arco de largo 2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 5 52

Grados y Radianes

Es necesario trabajar radianespues solo con ellos se puedecalcular en forma directa ladistancia recorrida a lo largo de uncirculo Por ello cada vez quetengamos grados deberemosconvertirlos a radianes mediante

[rad] =

180∘[grad] = 017453 sdot [grad]

(3)En caso que se desee convertirgrados en radianes se puedeemplear

[grad] =180∘

[rad] = 57296 sdot [rad]

(4)W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 6 52

Velocidad de Rotacioacuten

Al igual que en el caso de la traslacioacuten podemos describir laforma como varia el Angulo que describe la posicioacuten (rotacioacuten)del cuerpo Por ello estudiaremos

Velocidad Tangencial Velocidad Angular Media Velocidad Angular Instantaacutenea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 7 52

Velocidad Tangencial

Δs

Δr

Si estudiamos la traslacioacuten a lolargo del periacutemetro Δs veremosque la velocidad definidaanteriormente como el camino Δsrecorrido en el tiempo Δt resultaen este caso

=ΔsΔt

(5)

que con ayuda de (2) resulta

=rΔ

Δt(6)

El termino ΔΔt corresponde auna Velocidad de la Rotacioacuten

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 8 52

Velocidad Angular Media

Podemos definir una Velocidad deRotacioacuten o Velocidad Angularcomo

Δt

Si recordamos la discusioacuten de lavelocidad de traslacioacuten paratiempos finitos (Δt gt 0)concluimos que en el fondo setrata en realidad de una VelocidadAngular Promedio

Δt(7)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 9 52

Velocidad Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Velocidad deTraslacioacuten existe el Concepto deVelocidad Angular Instantaacuteneaque es aquella Velocidad Angularque existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(8)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 10 52

Velocidad y Velocidad Angular

Con (6) y la definicioacuten de laVelocidad Angular (7) se obtieneque

= r (9)

que es el equivalente en velocidada lo que era la relacioacuten para elarco

s = r

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 11 52

Ecuaciones de Movimiento

Sobre la base de lo que hemos visto se puede inferir lasecuaciones de Movimiento para lo que es una Rotacioacuten Paraello estudiaremos

Analogiacutea con la Traslacioacuten Aceleracioacuten Angular Aceleracioacuten Angular Media Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea Caso Aceleracioacuten Angular Constante Ecuacioacuten de Velocidad Angular Ecuacioacuten de Angulo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 12 52

Aceleracioacuten Angular Media

Al igual que en el caso de latraslacioacuten se puede definir unamedida de la variacioacuten de laVelocidad Angular

Δt(10)

que denominaremos AceleracioacutenAngular Al igual que en laAceleracioacuten de la Traslacioacuten setrata de un valor promedio para elcaso de Tiempo Δt finito

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 13 52

Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Aceleracioacuten deTraslacioacuten existe el Concepto deAceleracioacuten Angular Instantaacuteneaque es aquella AceleracioacutenAngular que existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(11)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 14 52

Analogiacutea con la Traslacioacuten

La Tierra rota a velocidadangular constante

Si observamos la Ecuacioacuten para elarco (2) en el caso de condicionesiniciales nulas (s0 = 0 0 = 0) setiene la Ecuacioacuten simplificada delArco

s = r (12)

Para el caso de velocidad tenemos(9)

= r (13)

Por ello se puede inferir que lomismo aplica a la Aceleracioacuten con

a = r (14)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 15 52

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 4: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Aacutengulos

0 Δ

Fuera del Eje debemos indicar elAngulo en que se ha rotado elObjetoAl igual que en el caso de laPosicioacuten x debemos indicar desdedonde se inicio el Movimiento Enanalogiacutea al caso de la Posicioacutenpodemos designar el Angulo inicialcomo 0En tal caso el Angulo totalrecorrido sera

Δ = minus 0 (1)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 4 52

Arcos

Δs

Δr

Uno de los movimientos quepodemos describir mediante larotacioacuten es el movimiento a lolargo de un Arco Si el Angulo semide en Radianes se puedecalcular la Distancia recorrida Δs(el largo del Arco) simplementemultiplicando el Angulo Δrecorrido por el radio r mediante

Δs = rΔ (2)

De hecho la formula claacutesica delcalculo del Periacutemetro de unCirculo (2r) no es otra cosa queun Arco de largo 2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 5 52

Grados y Radianes

Es necesario trabajar radianespues solo con ellos se puedecalcular en forma directa ladistancia recorrida a lo largo de uncirculo Por ello cada vez quetengamos grados deberemosconvertirlos a radianes mediante

[rad] =

180∘[grad] = 017453 sdot [grad]

(3)En caso que se desee convertirgrados en radianes se puedeemplear

[grad] =180∘

[rad] = 57296 sdot [rad]

(4)W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 6 52

Velocidad de Rotacioacuten

Al igual que en el caso de la traslacioacuten podemos describir laforma como varia el Angulo que describe la posicioacuten (rotacioacuten)del cuerpo Por ello estudiaremos

Velocidad Tangencial Velocidad Angular Media Velocidad Angular Instantaacutenea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 7 52

Velocidad Tangencial

Δs

Δr

Si estudiamos la traslacioacuten a lolargo del periacutemetro Δs veremosque la velocidad definidaanteriormente como el camino Δsrecorrido en el tiempo Δt resultaen este caso

=ΔsΔt

(5)

que con ayuda de (2) resulta

=rΔ

Δt(6)

El termino ΔΔt corresponde auna Velocidad de la Rotacioacuten

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 8 52

Velocidad Angular Media

Podemos definir una Velocidad deRotacioacuten o Velocidad Angularcomo

Δt

Si recordamos la discusioacuten de lavelocidad de traslacioacuten paratiempos finitos (Δt gt 0)concluimos que en el fondo setrata en realidad de una VelocidadAngular Promedio

Δt(7)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 9 52

Velocidad Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Velocidad deTraslacioacuten existe el Concepto deVelocidad Angular Instantaacuteneaque es aquella Velocidad Angularque existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(8)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 10 52

Velocidad y Velocidad Angular

Con (6) y la definicioacuten de laVelocidad Angular (7) se obtieneque

= r (9)

que es el equivalente en velocidada lo que era la relacioacuten para elarco

s = r

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 11 52

Ecuaciones de Movimiento

Sobre la base de lo que hemos visto se puede inferir lasecuaciones de Movimiento para lo que es una Rotacioacuten Paraello estudiaremos

Analogiacutea con la Traslacioacuten Aceleracioacuten Angular Aceleracioacuten Angular Media Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea Caso Aceleracioacuten Angular Constante Ecuacioacuten de Velocidad Angular Ecuacioacuten de Angulo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 12 52

Aceleracioacuten Angular Media

Al igual que en el caso de latraslacioacuten se puede definir unamedida de la variacioacuten de laVelocidad Angular

Δt(10)

que denominaremos AceleracioacutenAngular Al igual que en laAceleracioacuten de la Traslacioacuten setrata de un valor promedio para elcaso de Tiempo Δt finito

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 13 52

Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Aceleracioacuten deTraslacioacuten existe el Concepto deAceleracioacuten Angular Instantaacuteneaque es aquella AceleracioacutenAngular que existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(11)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 14 52

Analogiacutea con la Traslacioacuten

La Tierra rota a velocidadangular constante

Si observamos la Ecuacioacuten para elarco (2) en el caso de condicionesiniciales nulas (s0 = 0 0 = 0) setiene la Ecuacioacuten simplificada delArco

s = r (12)

Para el caso de velocidad tenemos(9)

= r (13)

Por ello se puede inferir que lomismo aplica a la Aceleracioacuten con

a = r (14)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 15 52

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 5: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Arcos

Δs

Δr

Uno de los movimientos quepodemos describir mediante larotacioacuten es el movimiento a lolargo de un Arco Si el Angulo semide en Radianes se puedecalcular la Distancia recorrida Δs(el largo del Arco) simplementemultiplicando el Angulo Δrecorrido por el radio r mediante

Δs = rΔ (2)

De hecho la formula claacutesica delcalculo del Periacutemetro de unCirculo (2r) no es otra cosa queun Arco de largo 2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 5 52

Grados y Radianes

Es necesario trabajar radianespues solo con ellos se puedecalcular en forma directa ladistancia recorrida a lo largo de uncirculo Por ello cada vez quetengamos grados deberemosconvertirlos a radianes mediante

[rad] =

180∘[grad] = 017453 sdot [grad]

(3)En caso que se desee convertirgrados en radianes se puedeemplear

[grad] =180∘

[rad] = 57296 sdot [rad]

(4)W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 6 52

Velocidad de Rotacioacuten

Al igual que en el caso de la traslacioacuten podemos describir laforma como varia el Angulo que describe la posicioacuten (rotacioacuten)del cuerpo Por ello estudiaremos

Velocidad Tangencial Velocidad Angular Media Velocidad Angular Instantaacutenea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 7 52

Velocidad Tangencial

Δs

Δr

Si estudiamos la traslacioacuten a lolargo del periacutemetro Δs veremosque la velocidad definidaanteriormente como el camino Δsrecorrido en el tiempo Δt resultaen este caso

=ΔsΔt

(5)

que con ayuda de (2) resulta

=rΔ

Δt(6)

El termino ΔΔt corresponde auna Velocidad de la Rotacioacuten

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 8 52

Velocidad Angular Media

Podemos definir una Velocidad deRotacioacuten o Velocidad Angularcomo

Δt

Si recordamos la discusioacuten de lavelocidad de traslacioacuten paratiempos finitos (Δt gt 0)concluimos que en el fondo setrata en realidad de una VelocidadAngular Promedio

Δt(7)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 9 52

Velocidad Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Velocidad deTraslacioacuten existe el Concepto deVelocidad Angular Instantaacuteneaque es aquella Velocidad Angularque existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(8)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 10 52

Velocidad y Velocidad Angular

Con (6) y la definicioacuten de laVelocidad Angular (7) se obtieneque

= r (9)

que es el equivalente en velocidada lo que era la relacioacuten para elarco

s = r

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 11 52

Ecuaciones de Movimiento

Sobre la base de lo que hemos visto se puede inferir lasecuaciones de Movimiento para lo que es una Rotacioacuten Paraello estudiaremos

Analogiacutea con la Traslacioacuten Aceleracioacuten Angular Aceleracioacuten Angular Media Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea Caso Aceleracioacuten Angular Constante Ecuacioacuten de Velocidad Angular Ecuacioacuten de Angulo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 12 52

Aceleracioacuten Angular Media

Al igual que en el caso de latraslacioacuten se puede definir unamedida de la variacioacuten de laVelocidad Angular

Δt(10)

que denominaremos AceleracioacutenAngular Al igual que en laAceleracioacuten de la Traslacioacuten setrata de un valor promedio para elcaso de Tiempo Δt finito

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 13 52

Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Aceleracioacuten deTraslacioacuten existe el Concepto deAceleracioacuten Angular Instantaacuteneaque es aquella AceleracioacutenAngular que existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(11)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 14 52

Analogiacutea con la Traslacioacuten

La Tierra rota a velocidadangular constante

Si observamos la Ecuacioacuten para elarco (2) en el caso de condicionesiniciales nulas (s0 = 0 0 = 0) setiene la Ecuacioacuten simplificada delArco

s = r (12)

Para el caso de velocidad tenemos(9)

= r (13)

Por ello se puede inferir que lomismo aplica a la Aceleracioacuten con

a = r (14)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 15 52

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 6: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Grados y Radianes

Es necesario trabajar radianespues solo con ellos se puedecalcular en forma directa ladistancia recorrida a lo largo de uncirculo Por ello cada vez quetengamos grados deberemosconvertirlos a radianes mediante

[rad] =

180∘[grad] = 017453 sdot [grad]

(3)En caso que se desee convertirgrados en radianes se puedeemplear

[grad] =180∘

[rad] = 57296 sdot [rad]

(4)W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 6 52

Velocidad de Rotacioacuten

Al igual que en el caso de la traslacioacuten podemos describir laforma como varia el Angulo que describe la posicioacuten (rotacioacuten)del cuerpo Por ello estudiaremos

Velocidad Tangencial Velocidad Angular Media Velocidad Angular Instantaacutenea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 7 52

Velocidad Tangencial

Δs

Δr

Si estudiamos la traslacioacuten a lolargo del periacutemetro Δs veremosque la velocidad definidaanteriormente como el camino Δsrecorrido en el tiempo Δt resultaen este caso

=ΔsΔt

(5)

que con ayuda de (2) resulta

=rΔ

Δt(6)

El termino ΔΔt corresponde auna Velocidad de la Rotacioacuten

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 8 52

Velocidad Angular Media

Podemos definir una Velocidad deRotacioacuten o Velocidad Angularcomo

Δt

Si recordamos la discusioacuten de lavelocidad de traslacioacuten paratiempos finitos (Δt gt 0)concluimos que en el fondo setrata en realidad de una VelocidadAngular Promedio

Δt(7)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 9 52

Velocidad Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Velocidad deTraslacioacuten existe el Concepto deVelocidad Angular Instantaacuteneaque es aquella Velocidad Angularque existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(8)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 10 52

Velocidad y Velocidad Angular

Con (6) y la definicioacuten de laVelocidad Angular (7) se obtieneque

= r (9)

que es el equivalente en velocidada lo que era la relacioacuten para elarco

s = r

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 11 52

Ecuaciones de Movimiento

Sobre la base de lo que hemos visto se puede inferir lasecuaciones de Movimiento para lo que es una Rotacioacuten Paraello estudiaremos

Analogiacutea con la Traslacioacuten Aceleracioacuten Angular Aceleracioacuten Angular Media Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea Caso Aceleracioacuten Angular Constante Ecuacioacuten de Velocidad Angular Ecuacioacuten de Angulo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 12 52

Aceleracioacuten Angular Media

Al igual que en el caso de latraslacioacuten se puede definir unamedida de la variacioacuten de laVelocidad Angular

Δt(10)

que denominaremos AceleracioacutenAngular Al igual que en laAceleracioacuten de la Traslacioacuten setrata de un valor promedio para elcaso de Tiempo Δt finito

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 13 52

Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Aceleracioacuten deTraslacioacuten existe el Concepto deAceleracioacuten Angular Instantaacuteneaque es aquella AceleracioacutenAngular que existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(11)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 14 52

Analogiacutea con la Traslacioacuten

La Tierra rota a velocidadangular constante

Si observamos la Ecuacioacuten para elarco (2) en el caso de condicionesiniciales nulas (s0 = 0 0 = 0) setiene la Ecuacioacuten simplificada delArco

s = r (12)

Para el caso de velocidad tenemos(9)

= r (13)

Por ello se puede inferir que lomismo aplica a la Aceleracioacuten con

a = r (14)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 15 52

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 7: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Velocidad de Rotacioacuten

Al igual que en el caso de la traslacioacuten podemos describir laforma como varia el Angulo que describe la posicioacuten (rotacioacuten)del cuerpo Por ello estudiaremos

Velocidad Tangencial Velocidad Angular Media Velocidad Angular Instantaacutenea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 7 52

Velocidad Tangencial

Δs

Δr

Si estudiamos la traslacioacuten a lolargo del periacutemetro Δs veremosque la velocidad definidaanteriormente como el camino Δsrecorrido en el tiempo Δt resultaen este caso

=ΔsΔt

(5)

que con ayuda de (2) resulta

=rΔ

Δt(6)

El termino ΔΔt corresponde auna Velocidad de la Rotacioacuten

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 8 52

Velocidad Angular Media

Podemos definir una Velocidad deRotacioacuten o Velocidad Angularcomo

Δt

Si recordamos la discusioacuten de lavelocidad de traslacioacuten paratiempos finitos (Δt gt 0)concluimos que en el fondo setrata en realidad de una VelocidadAngular Promedio

Δt(7)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 9 52

Velocidad Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Velocidad deTraslacioacuten existe el Concepto deVelocidad Angular Instantaacuteneaque es aquella Velocidad Angularque existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(8)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 10 52

Velocidad y Velocidad Angular

Con (6) y la definicioacuten de laVelocidad Angular (7) se obtieneque

= r (9)

que es el equivalente en velocidada lo que era la relacioacuten para elarco

s = r

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 11 52

Ecuaciones de Movimiento

Sobre la base de lo que hemos visto se puede inferir lasecuaciones de Movimiento para lo que es una Rotacioacuten Paraello estudiaremos

Analogiacutea con la Traslacioacuten Aceleracioacuten Angular Aceleracioacuten Angular Media Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea Caso Aceleracioacuten Angular Constante Ecuacioacuten de Velocidad Angular Ecuacioacuten de Angulo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 12 52

Aceleracioacuten Angular Media

Al igual que en el caso de latraslacioacuten se puede definir unamedida de la variacioacuten de laVelocidad Angular

Δt(10)

que denominaremos AceleracioacutenAngular Al igual que en laAceleracioacuten de la Traslacioacuten setrata de un valor promedio para elcaso de Tiempo Δt finito

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 13 52

Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Aceleracioacuten deTraslacioacuten existe el Concepto deAceleracioacuten Angular Instantaacuteneaque es aquella AceleracioacutenAngular que existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(11)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 14 52

Analogiacutea con la Traslacioacuten

La Tierra rota a velocidadangular constante

Si observamos la Ecuacioacuten para elarco (2) en el caso de condicionesiniciales nulas (s0 = 0 0 = 0) setiene la Ecuacioacuten simplificada delArco

s = r (12)

Para el caso de velocidad tenemos(9)

= r (13)

Por ello se puede inferir que lomismo aplica a la Aceleracioacuten con

a = r (14)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 15 52

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 8: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Velocidad Tangencial

Δs

Δr

Si estudiamos la traslacioacuten a lolargo del periacutemetro Δs veremosque la velocidad definidaanteriormente como el camino Δsrecorrido en el tiempo Δt resultaen este caso

=ΔsΔt

(5)

que con ayuda de (2) resulta

=rΔ

Δt(6)

El termino ΔΔt corresponde auna Velocidad de la Rotacioacuten

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 8 52

Velocidad Angular Media

Podemos definir una Velocidad deRotacioacuten o Velocidad Angularcomo

Δt

Si recordamos la discusioacuten de lavelocidad de traslacioacuten paratiempos finitos (Δt gt 0)concluimos que en el fondo setrata en realidad de una VelocidadAngular Promedio

Δt(7)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 9 52

Velocidad Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Velocidad deTraslacioacuten existe el Concepto deVelocidad Angular Instantaacuteneaque es aquella Velocidad Angularque existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(8)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 10 52

Velocidad y Velocidad Angular

Con (6) y la definicioacuten de laVelocidad Angular (7) se obtieneque

= r (9)

que es el equivalente en velocidada lo que era la relacioacuten para elarco

s = r

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 11 52

Ecuaciones de Movimiento

Sobre la base de lo que hemos visto se puede inferir lasecuaciones de Movimiento para lo que es una Rotacioacuten Paraello estudiaremos

Analogiacutea con la Traslacioacuten Aceleracioacuten Angular Aceleracioacuten Angular Media Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea Caso Aceleracioacuten Angular Constante Ecuacioacuten de Velocidad Angular Ecuacioacuten de Angulo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 12 52

Aceleracioacuten Angular Media

Al igual que en el caso de latraslacioacuten se puede definir unamedida de la variacioacuten de laVelocidad Angular

Δt(10)

que denominaremos AceleracioacutenAngular Al igual que en laAceleracioacuten de la Traslacioacuten setrata de un valor promedio para elcaso de Tiempo Δt finito

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 13 52

Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Aceleracioacuten deTraslacioacuten existe el Concepto deAceleracioacuten Angular Instantaacuteneaque es aquella AceleracioacutenAngular que existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(11)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 14 52

Analogiacutea con la Traslacioacuten

La Tierra rota a velocidadangular constante

Si observamos la Ecuacioacuten para elarco (2) en el caso de condicionesiniciales nulas (s0 = 0 0 = 0) setiene la Ecuacioacuten simplificada delArco

s = r (12)

Para el caso de velocidad tenemos(9)

= r (13)

Por ello se puede inferir que lomismo aplica a la Aceleracioacuten con

a = r (14)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 15 52

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 9: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Velocidad Angular Media

Podemos definir una Velocidad deRotacioacuten o Velocidad Angularcomo

Δt

Si recordamos la discusioacuten de lavelocidad de traslacioacuten paratiempos finitos (Δt gt 0)concluimos que en el fondo setrata en realidad de una VelocidadAngular Promedio

Δt(7)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 9 52

Velocidad Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Velocidad deTraslacioacuten existe el Concepto deVelocidad Angular Instantaacuteneaque es aquella Velocidad Angularque existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(8)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 10 52

Velocidad y Velocidad Angular

Con (6) y la definicioacuten de laVelocidad Angular (7) se obtieneque

= r (9)

que es el equivalente en velocidada lo que era la relacioacuten para elarco

s = r

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 11 52

Ecuaciones de Movimiento

Sobre la base de lo que hemos visto se puede inferir lasecuaciones de Movimiento para lo que es una Rotacioacuten Paraello estudiaremos

Analogiacutea con la Traslacioacuten Aceleracioacuten Angular Aceleracioacuten Angular Media Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea Caso Aceleracioacuten Angular Constante Ecuacioacuten de Velocidad Angular Ecuacioacuten de Angulo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 12 52

Aceleracioacuten Angular Media

Al igual que en el caso de latraslacioacuten se puede definir unamedida de la variacioacuten de laVelocidad Angular

Δt(10)

que denominaremos AceleracioacutenAngular Al igual que en laAceleracioacuten de la Traslacioacuten setrata de un valor promedio para elcaso de Tiempo Δt finito

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 13 52

Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Aceleracioacuten deTraslacioacuten existe el Concepto deAceleracioacuten Angular Instantaacuteneaque es aquella AceleracioacutenAngular que existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(11)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 14 52

Analogiacutea con la Traslacioacuten

La Tierra rota a velocidadangular constante

Si observamos la Ecuacioacuten para elarco (2) en el caso de condicionesiniciales nulas (s0 = 0 0 = 0) setiene la Ecuacioacuten simplificada delArco

s = r (12)

Para el caso de velocidad tenemos(9)

= r (13)

Por ello se puede inferir que lomismo aplica a la Aceleracioacuten con

a = r (14)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 15 52

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 10: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Velocidad Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Velocidad deTraslacioacuten existe el Concepto deVelocidad Angular Instantaacuteneaque es aquella Velocidad Angularque existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(8)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 10 52

Velocidad y Velocidad Angular

Con (6) y la definicioacuten de laVelocidad Angular (7) se obtieneque

= r (9)

que es el equivalente en velocidada lo que era la relacioacuten para elarco

s = r

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 11 52

Ecuaciones de Movimiento

Sobre la base de lo que hemos visto se puede inferir lasecuaciones de Movimiento para lo que es una Rotacioacuten Paraello estudiaremos

Analogiacutea con la Traslacioacuten Aceleracioacuten Angular Aceleracioacuten Angular Media Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea Caso Aceleracioacuten Angular Constante Ecuacioacuten de Velocidad Angular Ecuacioacuten de Angulo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 12 52

Aceleracioacuten Angular Media

Al igual que en el caso de latraslacioacuten se puede definir unamedida de la variacioacuten de laVelocidad Angular

Δt(10)

que denominaremos AceleracioacutenAngular Al igual que en laAceleracioacuten de la Traslacioacuten setrata de un valor promedio para elcaso de Tiempo Δt finito

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 13 52

Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Aceleracioacuten deTraslacioacuten existe el Concepto deAceleracioacuten Angular Instantaacuteneaque es aquella AceleracioacutenAngular que existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(11)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 14 52

Analogiacutea con la Traslacioacuten

La Tierra rota a velocidadangular constante

Si observamos la Ecuacioacuten para elarco (2) en el caso de condicionesiniciales nulas (s0 = 0 0 = 0) setiene la Ecuacioacuten simplificada delArco

s = r (12)

Para el caso de velocidad tenemos(9)

= r (13)

Por ello se puede inferir que lomismo aplica a la Aceleracioacuten con

a = r (14)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 15 52

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 11: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Velocidad y Velocidad Angular

Con (6) y la definicioacuten de laVelocidad Angular (7) se obtieneque

= r (9)

que es el equivalente en velocidada lo que era la relacioacuten para elarco

s = r

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 11 52

Ecuaciones de Movimiento

Sobre la base de lo que hemos visto se puede inferir lasecuaciones de Movimiento para lo que es una Rotacioacuten Paraello estudiaremos

Analogiacutea con la Traslacioacuten Aceleracioacuten Angular Aceleracioacuten Angular Media Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea Caso Aceleracioacuten Angular Constante Ecuacioacuten de Velocidad Angular Ecuacioacuten de Angulo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 12 52

Aceleracioacuten Angular Media

Al igual que en el caso de latraslacioacuten se puede definir unamedida de la variacioacuten de laVelocidad Angular

Δt(10)

que denominaremos AceleracioacutenAngular Al igual que en laAceleracioacuten de la Traslacioacuten setrata de un valor promedio para elcaso de Tiempo Δt finito

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 13 52

Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Aceleracioacuten deTraslacioacuten existe el Concepto deAceleracioacuten Angular Instantaacuteneaque es aquella AceleracioacutenAngular que existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(11)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 14 52

Analogiacutea con la Traslacioacuten

La Tierra rota a velocidadangular constante

Si observamos la Ecuacioacuten para elarco (2) en el caso de condicionesiniciales nulas (s0 = 0 0 = 0) setiene la Ecuacioacuten simplificada delArco

s = r (12)

Para el caso de velocidad tenemos(9)

= r (13)

Por ello se puede inferir que lomismo aplica a la Aceleracioacuten con

a = r (14)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 15 52

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 12: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Ecuaciones de Movimiento

Sobre la base de lo que hemos visto se puede inferir lasecuaciones de Movimiento para lo que es una Rotacioacuten Paraello estudiaremos

Analogiacutea con la Traslacioacuten Aceleracioacuten Angular Aceleracioacuten Angular Media Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea Caso Aceleracioacuten Angular Constante Ecuacioacuten de Velocidad Angular Ecuacioacuten de Angulo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 12 52

Aceleracioacuten Angular Media

Al igual que en el caso de latraslacioacuten se puede definir unamedida de la variacioacuten de laVelocidad Angular

Δt(10)

que denominaremos AceleracioacutenAngular Al igual que en laAceleracioacuten de la Traslacioacuten setrata de un valor promedio para elcaso de Tiempo Δt finito

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 13 52

Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Aceleracioacuten deTraslacioacuten existe el Concepto deAceleracioacuten Angular Instantaacuteneaque es aquella AceleracioacutenAngular que existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(11)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 14 52

Analogiacutea con la Traslacioacuten

La Tierra rota a velocidadangular constante

Si observamos la Ecuacioacuten para elarco (2) en el caso de condicionesiniciales nulas (s0 = 0 0 = 0) setiene la Ecuacioacuten simplificada delArco

s = r (12)

Para el caso de velocidad tenemos(9)

= r (13)

Por ello se puede inferir que lomismo aplica a la Aceleracioacuten con

a = r (14)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 15 52

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 13: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Aceleracioacuten Angular Media

Al igual que en el caso de latraslacioacuten se puede definir unamedida de la variacioacuten de laVelocidad Angular

Δt(10)

que denominaremos AceleracioacutenAngular Al igual que en laAceleracioacuten de la Traslacioacuten setrata de un valor promedio para elcaso de Tiempo Δt finito

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 13 52

Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Aceleracioacuten deTraslacioacuten existe el Concepto deAceleracioacuten Angular Instantaacuteneaque es aquella AceleracioacutenAngular que existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(11)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 14 52

Analogiacutea con la Traslacioacuten

La Tierra rota a velocidadangular constante

Si observamos la Ecuacioacuten para elarco (2) en el caso de condicionesiniciales nulas (s0 = 0 0 = 0) setiene la Ecuacioacuten simplificada delArco

s = r (12)

Para el caso de velocidad tenemos(9)

= r (13)

Por ello se puede inferir que lomismo aplica a la Aceleracioacuten con

a = r (14)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 15 52

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 14: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea

Al igual que en la Aceleracioacuten deTraslacioacuten existe el Concepto deAceleracioacuten Angular Instantaacuteneaque es aquella AceleracioacutenAngular que existe en un tiempoespecifico Esta se calcula en laaproximacioacuten de tiempos muypequentildeos (Δt rarr 0) o sea

= limΔtrarr0Δ

Δt=

ddt

(11)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 14 52

Analogiacutea con la Traslacioacuten

La Tierra rota a velocidadangular constante

Si observamos la Ecuacioacuten para elarco (2) en el caso de condicionesiniciales nulas (s0 = 0 0 = 0) setiene la Ecuacioacuten simplificada delArco

s = r (12)

Para el caso de velocidad tenemos(9)

= r (13)

Por ello se puede inferir que lomismo aplica a la Aceleracioacuten con

a = r (14)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 15 52

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 15: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Analogiacutea con la Traslacioacuten

La Tierra rota a velocidadangular constante

Si observamos la Ecuacioacuten para elarco (2) en el caso de condicionesiniciales nulas (s0 = 0 0 = 0) setiene la Ecuacioacuten simplificada delArco

s = r (12)

Para el caso de velocidad tenemos(9)

= r (13)

Por ello se puede inferir que lomismo aplica a la Aceleracioacuten con

a = r (14)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 15 52

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 16: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Caso Aceleracioacuten Angular Constante

Como la aceleracioacuten gravitacionales constante podemos imaginarun sistema en que dichaaceleracioacuten puede llevar a unarotacioacuten de aceleracioacuten constanteEsto se puede lograr si una masaque cae se amarra viacutea una cuerdaa un disco De esta forma la masaarrastra el disco consigoaceleraacutendolo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 16 52

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 17: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Ecuacioacuten de Velocidad Angular

De la Ecuacioacuten de Velocidad enfuncioacuten del Tiempo paraAceleracioacuten constante

= 0 + at (15)

tenemos por analogiacutea la Ecuacioacutende Velocidad Angular en funcioacutendel tiempo para AceleracioacutenAngular constante

= 0 + t (16)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 17 52

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 18: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Ecuacioacuten de Angulo

De igual forma de la Ecuacioacuten dela Evolucioacuten de la Posicioacuten paraAceleracioacuten constante

s = s0 + 0t +12

at2 (17)

se tiene por analogiacutea la Ecuacioacutende la Evolucioacuten del Angulo paraAceleracioacuten Angular constante

= 0 + 0t +12t2 (18)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 18 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 19: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacion de la

Movimiento circula Aceleracioacuten Centrifuga Aceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 19 52

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 20: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Movimiento Circular

Si estudiamos una catapultanotaremos que la bala primero semueve a lo largo de la curva quedescribe la cuchara Esto lo haceporque la cuchara esta disentildeadapara retener la bala Una vez sedetiene el brazo la bala continuaen linea recta en forma tangencialal circulo que recorriacutea

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 20 52

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 21: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Aceleracioacuten Centrifuga I

Δt

Δr

r

r

bcA

bcC

bcB

bcD

Si un cuerpo no es retenido y viajacon una velocidad tangencial recorreraacute en un tiempo Δt ladistancia Δt viajando desde B aC Sin embargo si continuaorbitando llegara tras el tiempo Δtal punto D Si el objeto llega a Cpara un Observador en la tierraexistira una aceleracioacuten por la cualun objeto se aleja de la tierra(aceleracioacuten centrifuga)recorriendo en el tiempo Δt ladistancia Δr

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 21 52

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 22: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Aceleracioacuten Centrifuga II

Para un Observador en el espacioun objeto que se mueve en laorbita se encuentra en unapermanente caiacuteda en vez determinar en C cae en Δt ladistancia Δr hasta llegar a D Enambos casos podemos graficar lasituacioacuten y empleando Pitagoacutericaspodemos ver que se debe cumplir

(r +Δr)2 = r2 + (Δt)2

Si desarrollamos el cuadrado laecuacioacuten se reduce a

2Δrr +Δr2 = 2Δt2

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 22 52

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 23: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Aceleracioacuten Centrifuga III

Como la Variacioacuten del Radio Δr esmucho mas pequentildea que el radiomismo (r ≪ Δr) se puede concluirque

2Δrr = 2Δt2

o despejando Δr

Δr =122

rΔt2

Comparando esta Ecuacioacuten con(17) se concluye que el cuerpoacelera con

ac =2

r(19)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 23 52

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 24: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Aceleracioacuten Centripeta

Si el cuerpo no esta atado alsistema que gira y se aleja enforma tangencial (como la bala dela catapulta) para un Observadoren el Sistema que gira el cuerpoacelera alejaacutendose del Centro delSistema Por ello el hablara deAceleracioacuten Centrifuga

Para un Observador externo queve un Objeto que esta fijo a unSistema Giratorio el Cuerpodebiese continuar en linea rectapero acelera en direccioacuten delCentro Por ello el hablara de unaAceleracioacuten Centripeta

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 24 52

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 25: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Caminar y Correr simplificado I

El Giro de la Pierna sobre suPunto de Apoyo genera unaAceleracioacuten Centrifuga

ac =2

l(20)

donde l es el largo de la Pierna y la Velocidad promedio Si estaAceleracioacuten es superior a laAceleracioacuten Gravitacional g elCuerpo de la Persona se elevara

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 25 52

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 26: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Caminar y Correr simplificado II

La Velocidad limite en quepasamos del Caminar al Correr seda cuando la Aceleracioacuten (20) esigual a g o sea

g =2

c

l

Despejando la Velocidad critica seobtiene

c =radic

gl (21)

que para una persona de largo dePierna l = 08 m es

c =radic

98 ms2 08 m = 28 ms

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 26 52

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 27: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Caminar y Correr

Para comprender como la rotacioacuten de la

Anaacutelisis del Caminar Levantamiento del Taloacuten Levantamiento del Metatarso Movimiento Oscilante Limite Caminar y Correr Respuesta a la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 27 52

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 28: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Anaacutelisis del Caminar

Cuando una Persona camina vemos que su Tobillo se elevaEsta elevacioacuten es una consecuencia directa de la aceleracioacutencentrifuga que experimenta nuestro cuerpo por efecto de rotarla Pierna en torno al Punto de apoyo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 28 52

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 29: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Levantamiento del Taloacuten I

AnguloTaloacuten-Metatarso-Suelo

Volviendo a revisar los datos delCapitulo anterior vemos que elAngulo Taloacuten-Metatarso-Sueloaumenta al comenzar a acelerar elpie (tiempo 254 s) hasta llegar aun maacuteximo en 12 rad o 69∘ Estoocurre a 029 s de habercomenzado a acelerar que en sidura 050 s

El segundo Peak de la Graacuteficacorresponde a la Fase de Reposodonde el Taloacuten esta en el Suelopero el Metatarso se eleva

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 29 52

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 30: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Levantamiento del Taloacuten II

x(t)

Δ1(1 minus cos 1)

Δ1

bc

bc

bc

El camino que recorre elinicialmente estaba dado (verCapitulo 12) por

x(t) =12

aat2 (22)

La rotacioacuten significa que el Anguloesta ligado a x ya que

x = Δ1(1 minus cos 1) (23)

donde Δ1 es la Distancia entreTaloacuten y Metatarso

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 30 52

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 31: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Levantamiento del Taloacuten III

Desplazamiento Talon

Si reemplazamos (22) en (23) ydespejamos en el tiempo tobtenemos el tiempo en que seeleva el Taloacuten

prime1 =

radic

2Δ1(1 minus cos 1)

aa(24)

Si medimos que en la faseportante media el Angulo alcanza70∘ y la distancia Taloacuten aMetatarso tiene un largo de 19 cmobtendriacuteamos un tiempo

prime1 =

radic

2 sdot 019(1 minus cos 70∘)502 ms2 = 022 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 31 52

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 32: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Levantamiento del Metatarso I

Angulo Metatarso-Puntade Pie-Suelo

En la segunda fase hasta eltermino de la fase portante el piegira en torno a su puntalevantando el Metatarso Esteproceso se inicia en nuestroEjemplo en el tiempo 283 s yculmina en el tiempo 304 s tiempoen que el Pie como un todo iniciael frenado El punto de giro esahora la Punta del Pie

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 32 52

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 33: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Levantamiento del Metatarso II

x(t)

1

(Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2)

Δ1

Δ1 +Δ2

2bc

bc

bc bc

bc

Ahora el camino recorrido es

x = (Δ1 +Δ2)(1 minus cos 2) (25)

donde Δ2 es el largo de los dedosy 2 el angulo que forman estoscon el SueloSi se observan los datos delmovimiento del Taloacuten veremos queel Angulo se va reduciendo ElTaloacuten no continua girando en tornoal Metatarso si no solo en funcioacutendel giro de la Punta del Pie Deesta forma se esta volviendo a unasituacioacuten en que el Pie esta plano

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 33 52

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 34: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Levantamiento del Metatarso III

DesplazamientoMetatarso

En la Curva de Posicioacuten del Eje seve como el Metatarso se eleva dosveces La primera vez cuando elTaloacuten se ha alzado y el Metatarsocomienza a elevarse para pasar ala fase Oscilante Al termino deesta el Metatarso se encuentracercano al suelo hasta que el Piese detiene apoyado en el Taloacuten Enesta ultima fase el Metatarso vuelea subir hasta quedar en contactocon el Suelo al reponer la Carga

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 34 52

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 35: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Levantamiento del Metatarso IV

DesplazamientoPunta del Pie

En el momento que el Giro entorno de la Punta del Pietermina el Pie se desprendedel Suelo y el Proceso deFrenado se inicia Esto se debea que ya no podemos hacerFuerza contra el Suelo paraImpulsarnos

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 35 52

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 36: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Movimiento Oscilante I

2

max

z0t

2

bcbc

bc

Si se analiza el Movimiento hastaeste Punto se ve que el Pie nosolo tiene la Componente deVelocidad calculada en el Capituloanterior max tambieacuten tiene unaComponente vertical que dehecho puede llegar a levantar elPie Esta componente se calculadirecto del Angulo que forma el Piey de la Velocidad ya determinada

z0 = max cot 2 = 2 cot 2 (26)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 36 52

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 37: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Movimiento Oscilante II

max2

t

bc

bc

bc

Al perder la Pierna contacto con elSuelo cesa el Movimiento queorigino la Aceleracioacuten Centrifuga yel Pie inicia una caiacuteda libre hastaque toque suelo nuevamente Esteesta acompantildeado con unaVelocidad horizontal que yacalculamos en el Capitulo anterior(max) y que va reducieacutendose parapermitir que el Taloacuten se posesobre el Suelo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 37 52

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 38: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Movimiento Oscilante III

Desplazamiento delTobillo

El Movimiento depende tanto de laAltura que Alcanzo el Pie como dela Velocidad vertical z0 quealcanzo Si el largo (taloacuten-dedos)es de d la altura sera

h = d sin 2 (27)

Con ambas condiciones inicialesel Movimiento en la altura sera

z(t) = h + z0t minus12

gt2 (28)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 38 52

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 39: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Movimiento Oscilante IV

Desplazamiento delTobillo

Como el tiempo de Frenado es prime2y este periodo termina cuando elTaloacuten toca el Suelo (z = 0)tendremos que

h + z0prime

2 minus12

g prime22 = 0

lo que nos lleva al Tiempo

prime2 =z0 +

radic

2z0 minus 2gh

g(29)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 39 52

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 40: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Limite Caminar y Correr I

Si observamos el Tobillo de un Corredor notaremos que al finalde la fase portante al iniciar la fase Oscilante el Pie sedesprende del suelo Esto es lo que ya estudiamos en lalamina anterior

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 40 52

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 41: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Limite Caminar y Correr II

Desplazamiento del Tobillo

De hecho se observa comotoda la Pierna continuasubiendo y recieacuten avanzado elmovimiento logra bajar paraposicionar el Tobillo De laecuacioacuten se el tiempo quetarda la pierna para llegar alpunto mas alto

c =z0

g(30)

y la Altura desde el Suelo

zmax = h +2

z0

2g(31)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 41 52

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 42: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Limite Caminar y Correr III

Movimiento (xy) del Tobillo

La Persona comenzariacutea aCorrer al momento que elTiempo hasta aterrizar del Pie prime2 comienza a ser mayor que eltiempo de Frenado quecalculamos en el Capituloanterior

prime2 gt 2 (32)

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 42 52

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 43: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Respuesta a la Carga

3

3

bc

bc

bc bc

bc

Finalmente el Taloacuten se apoya en elsuelo (contacto inicial) el pie yano se desplaza horizontalmente ysolo gira para dejar la plantaparalela al Suelo Al ser laVelocidad de Traslacioacuten constante() la Velocidad angular tambieacuten losera Si 3 es el Angulo que seforma entre Planta de Pie y Suelola Velocidad Angular sera

3 =3

3(33)

donde 3 es el Tiempo de Reposo

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 43 52

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 44: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Anexos

Unidades Conversiones Bibliografia Contacto

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 44 52

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 45: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Unidades

Simbolo Tipo EjemplosL Largo m cm mm mT Tiempo s min hrsM Masa kg Porcentaje minus

Simbolo Tipo EjemplosL2 Aacuterea Superficie m2 cm2

L3 Volumen m3 cm3

ML3 Densidad kgm3 gcm3

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 45 52

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 46: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Conversiones I

1m = 10minus6 m 1 nm = 10minus9 m 1 nm3 = 10minus9 m3

1 mm = 10minus3 m 1 nm2 = 10minus18 m2 1m3 = 10minus18 m1 cm = 10minus2 m 1m = 10minus12 m 1 mm3 = 10minus9 m3

1 m = 10+2 cm 1 mm2 = 10minus6 m2 1 cm3 = 10minus6 m3

1 m = 10+3 mm 1 cm2 = 10minus4 m2 1 m3 = 10+6 cm3

1 m = 10+6 m 1 m2 = 10+4 cm2 1 m3 = 10+9 mm3

1 m = 10+9 nm 1 m2 = 10+6 mm2 1 m3 = 10+18 m3

1 m2 = 10+12 m2 1 m3 = 10+27 nm3

1 m2 = 10+18 nm2 1lt = 10minus3 m3

1ha = 10+4 m2 1m3 = 10+3 lt1m2 = 10minus4 ha

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 46 52

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 47: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Conversiones II

1 gcm3 = 10+3 kgm3 1 s = 167 times 10minus2min1 kgm3 = 10minus3 gcm3 1 s = 278 times 10minus4hr

1 s = 116 times 10minus5dias1 ms = 36 kmhr 1 s = 317 times 10minus8aos1 kmhr = 0278 ms 1 ao = 315 times 10+7s

1 dia = 864 times 10+4s1 hr = 3600 s1 min = 60 s

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 47 52

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 48: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Bibliografia I

Textos recomendados En caso de links a Google Books setrata de un acceso gratuito a una versioacuten incompleta del libro

Introduction to Kinesiology Studying Physical Activity SJHoffman (Editor) Human Kinetics Publishers 2008ISBN-13 9780736076135rarr Leer en Google Books

Dance Anatomy and Kinesiology K Clippenger KSClippinger Human Kinetics Publishers 2006 ISBN-139780880115315rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 48 52

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 49: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Bibliografia II

Kinesiology Movement in the Context of Activity DPGreene SL Roberts Elsevier Science 2004 ISBN-139780323028226rarr Leer en Google Books

Kineseology for Occupational Therapy M Rybski SLACKInc 2004 ISBN-13 9781556424915rarr Leer en Google Books

ACSMrsquos Resources for the Personal Trainer TechniquesComplications and Management American College ofSports Medicine KE Baldwin NI Pire (Editors)Lippincott Williams Wilkins 2006 ISBN-139780781790536rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 49 52

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 50: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Bibliografia III

Biomechanics Principles and Applications DR PetersonJD Bronzino (Editors) Taylor Francis Inc 2007ISBN-13 9780849385346rarr Leer en Google Books

Principles of Biomechanics Motion Analysis IW GriffithsLippincott Williams Wilkins 2005 ISBN-139780781752312rarr Leer en Google Books

Comparative Biomechanics Lifersquos Physical World S VogelA Defarrari Princeton University Press 2003 ISBN-139780691112978rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 50 52

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 51: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Bibliografia IV

Human-Like Biomechanics A Unified MathematicalApproach to Human Biomechanics and HumanoidRobotics VG Ivancevic TT Ivancevic Springer-VerlagNew York LLC 2006 ISBN-13 9781402041167rarr Leer en Google Books

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 51 52

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto
Page 52: UACH Fisica En La Terapia Ocupacional 1 3 Rotacion Teoria

Contacto

Dr Willy H Gerberwgerbergphysicsnet

Instituto de FiacutesicaUniversidad Austral de ChileCampus Isla TejaValdivia Chile+(56) 63 221125

Set del Cursohttpwwwgphysicsnetphysics-in-occupational-therapy-uach

W Gerber Fiacutesica en la Terapia Ocupacional - 13 Rotacioacuten - Teoriacutea 27082009 52 52

  • 13 Rotacioacuten
    • Describiendo una Rotacioacuten
      • Ejes
      • Aacutengulos
      • Arcos
      • Grados y Radianes
        • Velocidad de Rotacioacuten
          • Velocidad Tangencial
          • Velocidad Angular Media
          • Velocidad Angular Instantaacutenea
          • Velocidad y Velocidad Angular
            • Ecuaciones de Movimiento
              • Aceleracioacuten Angular Media
              • Aceleracioacuten Angular Instantaacutenea
              • Analogiacutea con la Traslacioacuten
              • Caso Aceleracioacuten Angular Constante
              • Ecuacioacuten de Velocidad Angular
              • Ecuacioacuten de Angular
                • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Movimiento Circular
                  • Aceleracioacuten Centrifuga
                  • Aceleracioacuten Centripeta
                  • Caminar y Correr simplificado
                    • Caminar y Correr
                      • Anaacutelisis del Caminar
                      • Levantamiento del Taloacuten
                      • Levantamiento del Metatarso
                      • Movimiento Oscilante
                      • Limite Caminar y Correr
                      • Respuesta a la Carga
                        • Anexos
                          • Unidades
                          • Conversiones
                          • Bibliografia
                          • Contacto