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Obtenido de un profesor desde la nube sobre el tema explicado...

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1.

¿Cuál es la resultante de dos fuerzas que pertenecen a la misma recta si:

a) Tienen igual intensidad y distinto sentido. La resultante de las dos fuerzas es nula. b) Tienen igual sentido. Su resultante es otra fuerza de igual dirección y sentido que las dos fuerzas y su intensidad es igual la suma de ambas. c) Tienen distinta intensidad y distinto sentido La resultante es de igual dirección pero cuyo sentido está determinado por la fuerza mayor y la intensidad es igual a la diferencia de intensidad de ambas fuerzas.

2.

Enuncie el principio de acción y reacción. Formule ejemplos. PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓN

A toda fuerza-acción se opone otra, de igual intensidad y de sentido contrario, llamada reacción. Ejemplo:  Al empujar una pared, aplicamos sobre ella una cantidad de fuerza determinada y ella sobre nosotros una igual pero en sentido contrario.  Al remar en una canoa, movemos los remos y empujamos el agua con una cantidad de fuerza determinada; el agua reacciona empujando la canoa en sentido contrario, y resulta en el avance sobre la superficie del agua.

No actúan en respuesta, sino que ambas fuerzas aparecen simultáneamente. 3.

¿Por qué el obrero que recibe una carga sobre su hombro, o los gimnastas al hacer la pirámide, colocan las piernas formando un determinado ángulo? Hay búsqueda de estabilidad o equilibrio por reacción, cuanta mayor distancia

haya entre los apoyos, mayor será el momento de torsión. Si abren las piernas están haciendo que se mantenga el centro de gravedad. Si tienen mucha carga hacen más fuerza, si están rectos hace fuerza directa, si se va al costado se caen, porque pierden centro de gravedad, con las piernas abiertas, el centro es más grande y hay más estabilidad. Al separar las piernas se genera una distancia determinada, y se amplía la base o superficie de apoyo y da libertad de movimiento o resistencia porque el peso se distribuye. Para la torre de personas se puede aplicar la poligonal, porque hay alguien arriba con piernas abiertas y distribuye la fuerza para los costados, la persona de abajo recibe eso y la fuerza la tiene que transmitir también. Hay distribución de fuerzas.

4.

¿Cómo se obtiene la resultante de dos fuerzas concurrentes? La Resultante de dos fuerzas concurrentes se obtiene mediante el Método de

Paralelogramo. En el extremo de cada una de las fuerzas se traza una línea paralela a la otra y desde el punto de origen donde parten ambas fuerzas parte la diagonal dando la resultante.

Regla de Paralelogramo

5.

¿A qué se denomina equilibrante de un sistema? Equilibrante o fuerza E, es una fuerza de igual recta de acción e intensidad, pero

en sentido contrario que el de la resultante. Hace que el cuerpo permanezca en equilibrio por composición.

Leyes de Newton. Física del sistema osteoarticular. A. Enuncie las leyes de Newton.

Primera ley de Newton o ley de Inercia “Afirma que si la suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre un objeto es cero, el objeto permanecerá en reposo o seguirá moviéndose a velocidad constante. El que la fuerza ejercida sobre un objeto sea cero no significa necesariamente que su velocidad sea cero. Si no está sometido a ninguna fuerza (incluido el rozamiento), un objeto en movimiento seguirá desplazándose a velocidad constante.”

O sea que, un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sean reposo o movimiento recto uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuya resultante no se nula. Un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si no se aplica una pureza sobre él. Ej. Una bola atada a una cuerda, de modo que la bola gira siguiendo una trayectoria circular. Debido a la fuerza de la cuerda, la masa sigue la trayectoria

circular, pero sí en algún momento la cuerda se rompe, la bola tomaría una trayectoria recta en dirección a la velocidad que tenia la bola en el instante de rotura.

Segunda ley de Newton o ley fundamental de la dinámica “Relaciona la fuerza total y la aceleración. Una fuerza neta ejercida sobre un objeto lo acelerará, es decir, cambiará su velocidad. La aceleración será proporcional a la magnitud de la fuerza total y tendrá la misma dirección y sentido que ésta. La constante de proporcionalidad es la masa m del objeto” F=ma

O sea, que esta ley mide el concepto de fuerza. La aceleración que adquiere un cuerpo es proporcional a la fuerza Net aplicada sobre el mismo. La constante proporcional y la masa del cuerpo. Entender la fuerza como la causa del cambio de movimiento y la proporcionalidad entre la puerta impresa y el cambio de la velocidad de un cuerpo es la esencia de esta ley. Ej. Cuando dejamos caer un objeto desde una cierta altura sobre la superficie del suelo. El objeto se deja caer desde el reposo, pero es posible que caiga desde una velocidad inicial distinta de cero.

Tercera ley de Newton o principio de acción y reacción “Afirma que cuando un objeto ejerce una fuerza sobre otro, este otro objeto ejerce también una fuerza sobre el primero. La fuerza que ejerce el primer objeto sobre el segundo debe tener la misma magnitud que la fuerza que el segundo objeto ejerce sobre el primero, pero con sentido opuesto.”

“La tercera ley de Newton también implica la conservación del momento lineal, el producto de la masa por la velocidad. En un sistema aislado, sobre el que no actúan fuerzas externas, el momento debe ser constante.”

O sea, que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza de igual intensidad, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produce. Las fuerzas situadas sobre la misma recta, siempre se presentan con igual magnitud y dirección, pero con sentido opuesto. Ej. Si una persona empuja a otra de peso similar, las dos se mueven con la misma velocidad pero en sentido contrario. Cuando una persona rema en un bote empuja el agua con el remo en un sentido y el agua responde empujando el bote en sentido opuesto.

B. Enuncie las funciones de los huesos.

Los huesos tienen seis funciones:  Soporte o sostén: los músculos se ligan a los huesos por tendones y ligamentos y el sistema de huesos y músculos soporta el cuerpo entero.  Locomoción o movimientos: debido a que los huesos forman un soporte constituido por uniones de secciones rígidas, puede llevarse a cabo la misma  protección de órganos: las partes delicadas del cuerpo, como son el cerebro, la médula espinal, el corazón y los pulmones, deben ser protegidas de golpes que las puedan dañar; los huesos que constituyen el cráneo, la columna vertebral y las costillas cumplen esta función.  almacenamiento de componentes químicos: el tejido óseo almacena calcio y fósforo parada resistencia a los huesos, y también lo libera a la sangre para mantener en equilibrio su concentración.

 alimentación: Almacena triglicéridos y producen las células sanguíneas.  transmisión del sonido o conducción ósea: se realiza por vibración y produce impulsos nerviosos que envían un mensaje al cerebro.

C. Describa las fuerzas que pueden actuar sobre el tejido óseo.

Si bien existen muchos tipos de fuerzas los efectos producidos por éstas se describen rigurosamente mediante las tres leyes generales del movimiento formuladas por Newton. a) Tensión: es cuando la carga actúa para estirar o separar el tejido óseo. b) Compresión: cuando la fuerza externa tiende a apretar las moléculas óseas (hueso) c) Torsión: es una carga en ángulo recto actuando en direcciones opuestas.

1) Elabore un resumen sobre la física del sistema muscular.

Física del sistema Muscular Una propiedad muy general de la materia viviente es la habilidad para alterar su tamaño o medida por contracción o expansión de una zona determinada del organismo. Los músculos tienen algo en común: las proteínas contráctiles y que son tejidos excitables (generan potenciales de acción). Un grupo de ellos tiene asignado como trabajo el llevar a cabo la locomoción. Los músculos son traductores que convierten la energía química en energía eléctrica, energía térmica y/o energía mecánica útil. Aparecen en diferentes formas y tamaños, difieren en las fuerzas que pueden ejercer y en la velocidad de su acción; además, sus propiedades cambian con la edad de la persona, su medio ambiente y la actividad que desarrolla. Anatómicamente se pueden clasificar de muchas maneras, dependiendo de su función, innervación, localización en el cuerpo, etc. Quizá la clasificación histológica es la más sencilla y clara, y distingue dos clases de músculos: lisos y estriados. Desde el punto de vista físico plantea un problema de las definiciones de trabajo, fuerza, tensión y presión. En física Trabajo o energía es: Trabajo = fuerza x espacio Ej: Un brazo que sostiene un peso y lo mantiene en una posición fija (contracción isométrica), estirado inicialmente al máximo el tendón, contraído el bíceps, este seguirá haciendo un trabajo y gastando energía pero calórica.

Presión de tensión y fuerza de tensión Presión = fuerza . superficie-2 De la tensión superficial se deriva la Ley de Laplace y se aplica en vaso sanguíneo cuando hay un equilibrio entre la tensión de la pared del vaso y la presión arterial, de modo que radio r se mantenga constante. Ley de Laplace: t=P.r La tensión es una fuerza que se ejerce sin que se modifique la longitud. Al sostener un peso a una altura constante, el músculo está en tensión. Hablar de locomoción es hablar de movimiento, es decir, de mecánica. Lo primero que haremos será distinguir entre un cuerpo en movimiento y otro inmóvil. Un cuerpo inmóvil no cambia de lugar al transcurrir el tiempo, mientras que uno en movimiento sí lo hace. Podemos pensar que un cuerpo inmóvil está en equilibrio. Cuando hablamos de equilibrio, lo que estamos diciendo es que no hay fuerza neta actuando sobre el cuerpo, lo que implica que puede estar en movimiento y su velocidad ser constante; si la velocidad es cero, el cuerpo estará inmóvil. La fuerza neta es cero cuando la suma de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo es cero. Para garantizar que el cuerpo esté en equilibrio, se deben cumplir simultáneamente dos condiciones: que la suma de las fuerzas actuando sobre él sea cero y que la suma de las torsiones sea cero. Lo primero garantiza que no hay movimiento de translación, y lo segundo que no hay giro o rotación. Otra aplicación de las condiciones de equilibrio se da en el cálculo de la fuerza ejercida por los músculos, por ejemplo el bíceps, donde se conoce el peso del antebrazo y el peso que sostiene, aplicando la condición de equilibrio: y considerando que el centro de giro sería la articulación del codo.

Centro de gravedad. Éste coincide con el centro geométrico si el cuerpo es perfectamente simétrico y su masa está uniformemente distribuida; en estos casos es fácil calcularlo. El concepto de centro de gravedad es útil en terapia física ya que un cuerpo apoyado sobre su centro de gravedad se encuentra en equilibrio y no cambia su posición a menos que actúe una fuerza sobre él. Ej: Cuando una persona carga un cuerpo pesado, tiende a moverse en el sentido opuesto al que se encuentra el objeto, para equilibrar el centro de gravedad de los dos juntos: así evita caer. Cuando varias fuerzas actúan sobre el cuerpo, se considera que todas se aplican en un solo punto, el centro de masa del cuerpo, que puede estar localizado dentro o fuera de éste. El centro de masa es un punto donde teóricamente se concentra toda la masa del cuerpo y está localizado en un punto espacial que nos permite describir el movimiento del cuerpo. En física se consideran tres casos de equilibrio: 

El estable es aquél que tiene un cuerpo que al moverse tiende siempre a regresar a su posición original, como sería el caso del péndulo de un reloj: siempre tiende a volver a la posición vertical.



El inestable corresponde a aquellos cuerpos que al moverse fuera de su posición de equilibrio no regresan a ella; un ejemplo sería el de un plato sobre un lápiz (malabarismo).



El equilibrio indiferente es el de aquellos cuerpos que se mueven de su posición de equilibrio y regresan a la condición de equilibrio en cualquier otra posición, por ejemplo, un hombre que camina, cada vez que se detiene está en equilibrio. Cuando un músculo es estimulado, se contrae.

Sólo las contracciones isotónicas realizan trabajo. Los músculos estriados en general pueden desarrollar grandes fuerzas para una carga dada, en particular los músculos esqueléticos desarrollan fuerzas mayores que las cargas que soportan. Cuando un músculo está trabajando produce cierta cantidad de calor debida a la conversión de energía química en trabajo mecánico. Esto se mide a través del aumento en la temperatura del cuerpo. Una persona que tiene una gran energía puede desarrollar una gran cantidad de trabajo. La energía de un cuerpo es la capacidad que tiene para desarrollar un trabajo. En física, existen varias formas de energía: mecánica, química, eléctrica, magnética, etc.; sin embargo, pueden transformarse de una a otra en un sistema como el del organismo humano, por ejemplo, en un sistema aislado, la energía se transforma sin que exista ninguna pérdida o ganancia en la cantidad total inicial; es por ello que se dice que la energía se conserva. Éste es, quizá, el principio más importante de la física. El trabajo total realizado es: medido en N.m (Newtons por metro) o J (Joules). Si a un cuerpo, inicialmente en reposo, se le aplica una fuerza constante, es decir una aceleración constante, ya que la fuerza está dada por el producto de la masa del cuerpo por la aceleración que se le imprime; al transcurrir un tiempo habrá recorrido una distancia dada. A esta cantidad se le conoce como energía cinética del cuerpo, la cual claramente es igual al trabajo desarrollado por él.

energía potencial del cuerpo: Muchos de los músculos y huesos del cuerpo actúan como palancas, las cuales se clasifican en tres clases.  Las palancas de la primera clase son aquellas en las que el punto de apoyo se encuentra entre el punto de aplicación de la fuerza (en este caso de la fuerza muscular) y el punto de aplicación del peso que se quiere mover; esta clase de palancas son las que menos se presentan en la realidad.

 Las de segunda clase son aquellas en las que el peso se encuentra entre el punto de apoyo y la fuerza muscular.  Las de tercera clase, que son las más frecuentes, el punto de aplicación de la fuerza muscular se encuentra entre los puntos de aplicación del peso y del apoyo.

Aplicaciones terapéuticas relacionadas con la implementación de las leyes de la mecánica. Ergonomía, Antropometría y Biomecánica Leonardo Da Vinci investiga sobre los movimientos de los segmentos corporales, de tal manera que se puede considerar como precursor directo de la biomecánica, sirvió de inicio a la moderna Antropometría, donde se busca la adecuación de las profesiones a las posibilidades de las personas. A partir de la Revolución Industrial, por la evolución tecnológica se vio la necesidad de optimizar las funciones humanas. Surge la ergonomía que es la adaptación de la estación de trabajo. Para poder adaptar la estación de trabajo necesitamos conocer las medidas de las personas y cuáles son sus alcances en cuanto a rango de movimientos. Por ello, la Antropometría y la Biomecánica se han encargado de obtener datos de los seres humanos en cuanto a medidas del cuerpo, como altura total, largo de las piernas, largo de los brazos y manos, ancho de hombros, largo del suelo a la cintura, etc. además de las medidas del cuerpo en movimiento, para saber hasta dónde se puede mover y así diseñar una estación de trabajo en lo que todo su espacio esté dentro de su alcance y colocar ahí sus herramientas y materiales.

El estudio de las dimensiones del cuerpo, llamado antropometría, representa un aspecto esencial de cualquier investigación ergonómica. La acción de los huesos y las articulaciones se analiza e interpreta en términos de un sistema de palancas complejo,

aspecto que se conoce como biomecánica. El propósito es examinar como el hombre lleva acabo y controla su conducta motora y los factores que limitan su desempeño. Los huesos del esqueleto humano llevan a cabo una de dos funciones o ambas; unos cuantos protegen órganos vitales del cuerpo de daños mecánicos, pero la mayoría dan rigidez al cuerpo y le permiten efectuar tareas. Para el ergónomo, los huesos relacionados con el trabajo son los largos de los brazos y las piernas y los largos de los dedos de las manos y pies. La dirección y el grado de movimiento dependen de la forma de las superficies de la articulación. El trabajo de los músculos está restringido por los límites de su fuerza y la habilidad para mantener la misma. Hay que diferenciar entre:  Trabajo estático: si no ocurre ningún movimiento, ejemplo: cuando se sostiene un peso en la palma de la mano con el brazo extendido pero sin moverse.  Trabajo dinámico: si el brazo se mueve hacia arriba o hacia abajo, el antebrazo se mueve y el hombro desarrollan un movimiento.

Los ergónomos necesitan información acerca de la fuerza muscular para poder sugerir controles y sistemas de movimientos apropiados, para determinar las resistencias de control máximas y optimas; para definir las fuerzas requeridas en diversas tareas manuales y para asegurar las disposiciones adecuadas en el levantamiento o el desplazamiento seguro y eficaz. Los niveles de fuerza humana también son apropiados para el diseño del equipo que se usa en condiciones anormales o especiales. Las acciones musculares que interesan al ergónomo suelen requerir el ejercicio integrado de muchos grupos musculares y los factores que se relacionan con la fuerza muscular y que influyen. El ergónomo debe usar los datos antropométricos para asegurar una relación armónica del hombre con su entorno.

Las acciones biomecánicas que más interesan son fundamentalmente las de caminar y levantar. Los rangos de movimiento de las articulaciones varían de persona a persona, debido a las diferencias antropométricas y al resultado de otros factores, como la edad, el sexo, la raza, la estructura del cuerpo, el ejercicio, la ocupación, la fatiga, la enfermedad, la posición del cuerpo y la presencia o ausencia de ropa. Uno de los principales supuestos de los cuales la biomecánica parte es que el cuerpo humano se comporta de acuerdo con las leyes mecánicas Newtonianas. La estructura óseo-muscular se comporta como un sistema mecánico en el cual las fuerzas y las cargas aplicadas pueden ser cuantificadas.

La mecánica se divide en dos partes: Dinámica y Estática. Dinámica: estudio de las leyes del movimiento de la materia. Estática: Estudio de las leyes del equilibrio de la materia. Mecánica Dinámica: Cinética: Estudio de las fuerzas que generan (modifican o detienen el movimiento). Cinemática: Descripción geométrica del movimiento en términos de desplazamiento, velocidad y aceleración.

El movimiento es toda acción que permite el desplazamiento desde un lugar a otro y los efectos que de ello resulte. La motricidad es la capacidad de generar movimiento. El movimiento implica la participación del elemento comando (SNC-SNP) y el elemento ejecutor (músculo). El elemento anatómico encargado de producir movimiento es el aparato locomotor y se estudia desde el punto de vista biomecánico.

Sistemas mecánicos del cuerpo Planos del Cuerpo Humano El plano es una representación imaginaria que pasa a través del cuerpo en su posición anatómica. Los planos se pueden clasificar en: Plano Medio Sagital: Es el plano que divide imaginariamente al cuerpo en sentido antero posterior a lo largo de la línea media y lo divide en dos partes iguales, derecha e izquierda. Plano Coronal ó Frontal: Es un plano vertical que pasa a través del cuerpo formando un ángulo recto (de 90°) con el plano medio y divide imaginariamente al cuerpo en dos partes, la anterior o facial y la posterior o dorsal. Plano Transversal u Horizontal: Es el p...