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Unidad 3. Estática y resistencia de los materiales biológicos. - Trabajos Practicos Unidad Nº 3...

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CARRERA: LICENCIATURA EN KINESIOLOGÍA Y FISIATRÍA ASIGNATURA: BIOMECÁNICA DOCENTE A CARGO: - Lic. Marina Agostini DOCENTES DE LA CATEDRA: - Lic. Jimena Genovese - Lic. Néstor Troiano - Lic. Karina Hardenack Unidad 3. Estática y resistencia de los materiales biológicos. Tiempo Requerido: 3 hs cátedra Objetivos: Que el alumno sea capaz de: Definir los conceptos relacionados con la estática y resistencia de los materiales. Analizar el comportamiento de los materiales biológicos ante las solicitudes mecánicas a partir de su resistencia y estática. Contenidos: Concepto de cuerpo rígido ideal, de cuerpo homogéneo y heterogéneo. Definición de anisotropía. Solicitudes o esfuerzos mecánicos, tipos y características (axil, de corte, de flexión y de torsión). Hipótesis básicas de la resistencia de materiales. Aplicación al análisis de los movimientos. Propiedades mecánicas de las estructuras. Deformidades que presentan las estructuras del cuerpo humano: elasticidad, plasticidad y rotura. Curva de presión- deformación. Curva de deformación-tiempo. Definición de viscoelasticidad: ejemplos de estructuras del cuerpo humano viscoelásticas. Su comportamiento y aplicación en biomecánica. Descomposición de las fuerzas de tracción y compresión actuando sobre estructuras esqueléticas. Conceptos de elongación, distensión y rotura de estructuras miotendinosas y ligamentarias. Bibliografía obligatoria: -Bordoli, Pablo Daniel; Manual para el análisis de los movimientos; Ed. cea; Bs. As.1995 Cap.9 - Fitzgerald, Kaufer, Malkani; Ortopedia; Editorial Panamericana; Tomo I y II; Buenos Aires, Argentina; 2004. Tomo I, Sección I, Cap. 14 - Frankel / Burstein. -Biomecánica ortopédica- Edit. Jims. Barcelona 1991, Cap. 2, 3, 4 -Miralles Marrero R. y Puig Cunillera M.; Biomecánica clínica del aparato locomotor; Ed. Masson; Barcelona España; 2000; Cap. 1

CUESTIONARIO UNIDAD Nº 3 ESTATICA Y RESISTENCIA DE MATERIALES -Miralles Marrero R. y Puig Cunillera M.; Biomecánica clínica del aparato locomotor; Ed Masson; Barcelona España; 2000; Capitulo 1

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1-Definir estrés mecánico (stress o tensión).Mencionar y explicar los tres tipos básicos de estrés, y que sucede con los mismos en la practica 2-Definir deformación o strain. Explicar en qué caso se presenta una deformación o strain. A partir de los datos experimentales de la deformación, ¿qué nos permite calcular? 3-Explicar la relación o índice de Poisson. Mencionar un ejemplo 4-Explicar porque se considera al hueso un estructura anisotrópica. Mencionar un ejemplo 5- Explicar y graficar la curva estrés-deformación detallando las 2 regiones distintas. 6-Definir y mencionar ejemplos de las siguientes propiedades mecánicas: dureza, ductilidad, viscoelasticidad, tenacidad, fatiga. 7- Definir materiales isotrópicos, materiales homogéneos. Determinar qué características presentan los materiales que constituyen los tejidos humanos. -Bordoli, Pablo Daniel; Manual para el análisis de los movimientos; Ed. cea; Bs. As.1995 Capítulos 9 8-Mencionar que estudia la estática. Definir cuerpo rígido, y cuando se considera que no hay deformación. 9-Mencionar la diferencia entre cuerpos homogéneos y cuerpos heterogéneos. 10-Explicar que es necesario realizar para analizar los efectos de las fuerzas externas. Explicar que genera si la fuerza resultante pasa por el baricentro o alejado del mismo. 11-Mencionar las cuatro características que reducen los sistemas de fuerzas exteriores y los tipos de solicitaciones mecánicas que se generan. En cada caso dar un ejemplo con las estructuras del aparato locomotor. 12-Explicar que determina la hipótesis del equilibrio estático. 13-Mencionar el postulado fundamental de la resistencia de los materiales. Reseña de algunos conceptos que difieren con la bibliografía Una fuerza actuando sobre un cuerpo genera dos efectos: - efecto externo (presión) - efecto interno (tensión o stress) Toda fuerza externa que actúa sobre un cuerpo tiene dos consecuencias: - deformación (elástica o plástica) - movimiento (rotatorio o translatorio) si la fuerza externa actuante no está equilibrada 14-Definir y expresar la fórmula de presión y tensión. Mencionar y explicar los dos tipos de tensión que generan las fuerzas externas al actuar sobre un cuerpo. 15-Explicar que produce el efecto Poisson. Mencionar como se modifica el efecto Poisson al aplicar una misma fuerza a un músculo o a un ligamento. 2

16-Graficar la curva de presión-deformación. Mencionar sus cinco elementos constituyentes. Explicar en qué zona de la curva se presenta una la relación lineal y a partir de qué momento deja de ser lineal la misma .Definir que representa el anillo de histéresis y como se representa el mismo en el gráfico de la curva. Analizar cómo se transforma la energía dentro del periodo elástico y en el periodo plástico relacionarlo con la superficie del anillo de histéresis. 17-Explicar porque se considera al organismo constituido por material viscoelàstico. Explicar cómo se comportan los líquidos ante la aplicación de las fuerzas y los sólidos especificando como varía según el tipo de deformación, la resistencia, la deformación del elemento , según la duración de la aplicación de la carga. 18-Determinar de qué factores depende el comportamiento complejo que presentan los materiales biológicos ante una presión. A los dos factores que menciona la bibliografía se debe agregar un tercer factor la velocidad de aplicación de la carga puede presentar dos variables: En el primer caso cuanto mayor es la velocidad de aplicación de la carga el material es más resistente y su deformación es menor. En el segundo caso menor velocidad de aplicación de la carga el material es menos resistente y su deformación es mayor. 19-Graficar y explicar la curva deformación-tiempo. Como varia el grafico si el cuerpo presenta una deformación remanente plástica o queda dentro de un periodo elástico. 20-Explicar el efecto acumulativo dar un ejemplo en el cuerpo humano. 21-Explicar la Ley de Hooke y expresar su fórmula. Debemos aclarar que esta ley solo se presenta dentro del periodo elástico. Determinar que establece la constante de elasticidad de un material. 22-Explicar el módulo de Young y expresar su fórmula. Dar un ejemplo comparando dos tejidos del aparato locomotor en los que varié el módulo de Young graficar para cada caso como se modificaría la curva presión-deformación. 23-Explicar superposición de efectos pequeños, efectos parciales y efectos finales que pueden producirse en el sistema musculo esquelético mencionar un ejemplo. 24-Definir tensión de falla, tensión admisible .Dar un ejemplo en que se llegue a cada una de estas tensiones en las AVD. - Fitzgerald, Kaufer, Malkani; Ortopedia; Editorial Panamericana; Tomo I y II; Buenos Aires, Argentina; 2004. Tomo I, Sección I capítulo 13 25-Definir los siguientes términos, limite elástico, punto de esfuerzo mínimo de deformación permanente/ limite proporcional, resistencia final, punto de rotura,

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ductilidad, fragilidad, tenacidad, dureza rotura por fatiga/límite de resistencia, anisotropía. 26-Correlacionar los esquemas de las relaciones relativas entre módulo elástico, deformación plástica, resistencia final y energía necesaria para la rotura, explicando las variaciones de las curvas asociarlos con los tejidos del sistema locomotor. 27-Explicar los 6 mecanismos de desgaste que actúan en las superficies articulares. - Frankel / Burstein. -Biomecánica ortopédica- Edit. Jims. Barcelona 1991, Capítulos 2, 3, 4 Capítulo 2 Elasticidad 28-Definir stress y presión. Determinar los dos tipos de stress. Definir tensión y los dos tipos de tensión. 29-Explicar el Efecto de Poisson y en qué condiciones se presenta el mismo. Explicar la relación de Poisson, y cuál es el valor de la misma que nunca sobrepasa. Dar un ejemplo de alguna estructura del aparato locomotor que presente el efecto de Poisson. 30-La condición más común de stress complejo en un hueso y una fijación interna es la flexión. Mencionar cuales son los stress asociados a las presiones de flexión. Explicar cómo se distribuyen la tensión y la compresión en los esfuerzos de flexión, graficar un clavo placa de cuello de fémur, cuando la cabeza del clavo está sometida a una presión. 31-Explicar cómo aumenta el stress de cizalleo ante un esfuerzo de torsión, aplicarlo al caso de la tibia, dando un ejemplo de gesto motor donde se provoque dicho esfuerzo .Hacer el grafico. Capítulo 3 Energía y trabajo 32-Definir trabajo y energía. Mencionar y definir las tres formas de energía mecánica dando un ejemplo como se transforma la energía ante una caída. 33-Explicar la curva de presión-deformación para el clavo placa. 34-Explicar los mecanismos que tiene el cuerpo para mantener la absorción de energía dentro de los límites tolerables para evitar lesionar las estructuras del aparato locomotor. 35-Cual es la causa que los huesos alterados por una enfermedad o una operación quirúrgica sufren fracturas de torsión durante actividades normales. 36-Analizar que sucede con las leyes de absorción de energía, al aplicarlas a una columna segmentada. Capítulo 4 Viscoelasticidad 37-Graficar y explicar la curva deformación/tiempo.

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