LOS Principios DE LA Fisica Descritas EN EL Movimiento DEL Cuerpo Humano PDF

Preview

Summary

Download LOS Principios DE LA Fisica Descritas EN EL Movimiento DEL Cuerpo Humano PDF

Description

LOS PRINCIPIOS DE LA FISICA DESCRITAS EN EL MOVIMIENTO DEL CUERPO HUMANO

La fuerza en todos los deportes juega un rol importantísimo. Por eso, cada vez encontramos deportistas más fuertes. Hay una tendencia mundial de aumento de la fuerza por deporte, por lo que deportistas de los años 70s y 80s tuvieron menos tendencia a trabajar y desarrollar la fuerza que lo deportistas después del año 2000. Podemos escribir sobre varios tipos de fuerza, pero según lecturas que hemos consultdo, diferentes autores mecionan diferentes tipos de fuerza que realiza el cuerpo humano. A raíz de esto, estudiamos numerosos artículos y hemos realizado una recopilación

de

lo

que

consideramos

más

interesante

para

los

deportistas y atletas que quieren tener un concepto claro sobre los tipos de fuerza sin llegar a ser expertos teóricos del tema. Según la autora Marcela Vaisberg la fuerza se puede clasificarse en: Fuerza de resistencia: es la capacidad para realizar contracciones musculares repetitivas contra una carga durante un período de tiempo

prolongado. Se manejan más de 10 repeticiones a una intensidad del 50% de la carga máxima. Tipos de contracción muscular Los diferentes tipos de contracción muscular depende entre otros aspectos de: 1) La relación que existe entre los fenómenos eléctricos y los procesos mecánicos de la contracción, determinada por la cantidad de impulsos nerviosos que reciben las fibras musculares, a través de los mecanismos nerviosos de sumación de efectos temporales y espaciales y 2) de la carga externa que debe superar el músculo esquelético.

Tipos de contracción muscular según la relación entre los fenómenos eléctricos y mecánicos acontecidos en el proceso contráctil y la magnitud de la descarga nerviosa.

Fuerza de potencia: es la capacidad de crear tensión intramuscular en el menor tiempo posible. Es el producto de la fuerza y de la velocidad

del movimiento. Para su entrenamiento se manejan 10 repeticiones a una intensidad del 70% de la carga máxima. La mayoría de los movimientos en el deporte son explosivos

Fuerza con hipertrofia: se lleva a cabo al realizar de 4 a 8 repeticiones con el 85% de la carga máxima, tiene como objetivo la hipertrofia muscular que es un incremento en el tamaño del músculo

Fuerza sin hipertrofia: El entrenamiento de la fuerza sin hipertrofia se lleva a cabo al realizar 2 o 3 repeticiones con el 90% – 95% de la carga máxima, a través de estos porcentajes de intensidad se busca un aumento en la fuerza muscular sin un agrandamiento muscular

Fuerza máxima: es el máximo peso que un individuo puede levantar realizando una sola repetición o movimiento, una repetición con el 100% de la carga. Este es otro modo de buscar un aumento de fuerza sin un aumento del tamaño muscular.

Otro punto de vista interesante lo tiene el autor David Mata Verdejo. Clasifica tres tipos de fuerza no mencionados por la autora Vaisberg: Fuerza

explosiva: es

la

responsable

de

la

ejecución

de

los

movimientos muy rápidos, y de arranque explosivo. En centésimas de segundo, el cerebro debe decidir sobre la acción que se va a realizar y manda la información a los músculos para que actúen contrayéndose y provocando el movimiento. Fuerza dinámica: es la capacidad de mantener una posición en contracción muscular, o también de realizar repeticiones de ejercicios del mismo tipo. Fuerza estática: es al fuerza producida sin que haya un acortamiento muscular, y por tanto, sin que haya movimiento del segmento corporal que trabajamos. Otros autores denominan a esta propiedad como “fuerza pura”, pues en ella el músculo adquiere una tensión máxima para intentar vencer una resistencia demasiado elevada para él, y que no va a poder mover. En conclusión podemos ver que hay diferentes tipos de fuerza todos relacionados con el tipo de movimiento que se realiza, depende del deporte que se entrena así es el tipo de fuerza que hay que desarrollar.

LA BIOMECÁNICA

La biomecánica es la disciplina orientada a la aplicación de las leyes que forman parte de la órbita de la mecánica a la composición y el desplazamiento de los organismos vivos. La biomedicina, la anatomía, la ingeniería y la fisiología son algunos de los campos del conocimiento que se conjugan en el ámbito de la biomecánica, que estudia el comportamiento de los cuerpos vivos y busca solucionar inconvenientes que derivan de distintas condiciones.

La creación de prótesis y de órganos artificiales es una de las aplicaciones más conocidas de la biomecánica. Esta especialización científica también puede, a través de modelos matemáticos, lograr la

simulación de fenómenos físicos mediante la manipulación de múltiples parámetros.

Es posible reconocer diferentes subdisciplinas en la biomecánica. Entre ellas puede mencionarse a la biomecánica deportiva (centrada en las actividades deportivas para optimizar el rendimiento de los atletas), la biomecánica forense (que se especializa en los mecanismos de lesión que sufren los cuerpos ante impactos o incidentes), la biomecánica médica(busca soluciones para múltiples patologías) y la biomecánica fisioterapéutica (intenta

revertir

el

funcionamiento

deficiente

del

esqueleto y de los músculos). Ejercicios Aplicativos Cálculos para aplicación de un torque al ojo humano Antes de poder hacer una investigación del ojo humano y poder obtener datos debemos entender como es el funcionamiento y anatomía de el ojo. Aquí veremos las partes anatómicas de el ojo que están implicadas en el movimiento ocular: Músculos extraoculares.

Recto interno Recto externo Recto inferior

Recto superior Oblicuo menor Oblicuo mayor

Movimientos Oculares.

El ojo Humano es una esfera simétrica concéntrica con la cavidad ocular, el ojo tiene seis tipos de movimientos pero estos seis movimientos se derivan en dos, Intorsión y Extorsión, donde la extorsión es cuando el globo ocular se aleja de el centro de el cuerpo dentro de su orbita y la intorsión es cuando el globo ocular se acerca al centro de el cuerpo dentro de su orbita.

En un laboratorio se quiso medir de forma cuantitativa la fuerza que desempeñan los músculos ópticos para mover el ojo, para este procedimiento se usó un ojo de cordero que es muy semejante en cimetria al ojo humano, con un dinamómetro tracción compresión ADAMEL L'HOMARGY: DY30 se midieron las siguientes fuerzas. Prueba 1 : 0.123N Prueba 2: 0.172N Prueba 3: 0.163N Prueba 4: 0.145N En base a estos resultados obtenemos una fuerza promedio de 0.150N aunque valga aclarar que la fuerza depende de la masa del ojo y esta masa varia por conceptos de edad, este también esta regido al diámetro de el globo ocular también sujeto a condiciones de edad, un ojo promedio mide entre 22 y 26 milímetros y tiene una longitud de arco aproximado de 26 milímetros tomando el diámetro de 24milimetros. Para hallar el tiempo de oscilación de el ojo se hizo un proceso muy sencillo Se cronometraron en 1 min el numero de ciclos que hace el ojo, este total fue de 30 ciclos por 1min pero como cada ciclo tiene 2 oscilaciones entonces estos 30 cilcos se dividen en 2 , esto da un total de 15oscilaciones por 1min pero como queremos hallar el tiempo de una sola oscilación entonces dividimos las 15 oscilaciones en 60 segundos, esto da como resultado 1 oscilación por cada 0,25seg esto es igual a ¼ de segundo. Aplicación de torque al ojo humano En la investigación vimos una fuerza de un ojo promedio aunque esta fuerza que es tangencial también se puede hallar con unos cálculos teniendo algunos datos como base. Para poder hallar la fuerza tangencial debemos tener la masa y la aceleración tangencial, esta aceleración debe ser muy pequeña así que

la tomaremos como constante pero como tampoco conocemos la aceleración entonces pasaremos a hacer los cálculos pertinentes para hallar esta aceleración. Como sabemos el diámetro de el un ojo promedio es de 24 milímetros y una longitud de arco de 26 milímetros

Los datos que tenemos son los siguientes: Tiempo de oscilación "t= 0,25s = ¼ s Longitud de arco S= 26 mm Masa M= 172 gr.

Ya con estos datos podemos obtener algunos cálculos. Podemos hallar Ø que es la longitud de arco sobre el radio Ø = s/r Ø = 26mm/12mm Ø = 13/6 rad

Esto convertido en grados es Grados = radianes. 180 /pi Grados = 13/6 . 180 / pi Grados = 124º

124º es el ángulo de giro de el ojo pero para este trabajo lo vamos a tomar en radianes. Con este Ø podemos calcular la velocidad angular ( velocidad es promedio y es la división de "Ø por "t. ω ω

= "Ø / "t = 13/rad/1/4s

ω ) pero esta

ω

= 26/3 rad/s

para obtener la aceleración angular (aceleración Angular promedio (

aω

) podemos utilizar la siguiente formula Øf

=

ω.t

ω.t

.+ .

1 a t2 2 ω

=0

= 2 Ø f/T2 = 2(13/6)rad/(1/4s)2 = 26/6rad/1/16s2 = 66rad/s2 con esta aceleración angular calcularemos la velocidad tangencial que es el radio por la velocidad angular () Vt = r. Vt = 12mm.26/3rad/s Vt = 107mm/s Ahora podemos obtener la aceleración tangencial que es la aceleración que nos dará la fuerza tangencial at = r . at = 12mm . 676rad/s2 at = 792mm/s2 at = 1m/1000mm . 792mm/s2 at = 0,792m/s2 ahora podemos calcular y obtener la fuerza tangencial que esta dada por la masa por el producto de la aceleración tangencial Ft= m. at Ft= a,172kg . 0,792m/s2 Ft= 0.136N El torque es un producto cruz entre la fuerza y la distancia que hay entre el eje y la dirección, Pero como sabemos el torque esta dado por la fuerza perpendicular a la masa = Fx F,r y t son vectores pero F es igual a FII (fuerza paralelo al brazo ) mas la F% (fuerza perpendicular al brazo) F= FII + F% Entonces el resultado de torque según esta expresión seria T= rx (FII+F%) T=rx.FII +rx.F% Como la fuerza paralela (FII) no genera torque por que no tiene un angulo para obtener una direccio

cos 180 = 0 Como la fuerza producida en el eje x esta dada por el coseno de el ángulo y el ángulo de la fuerza paralela equivale a 180º respecto al brazo entonces esto da como resultado cero.

FII = F . cos Ø

Con esto podemos deducir que el torque es el producto de la fuerza perpendicular al brazo T = F. r sen Ø Ahora podemos aplicar el torque al ojo

T = F. r sen Ø T = (0.136N) (0,012m) . T= 0,001632N.m En este caso aplicamos el torque a un ojo en reposo pero un ojo esta en constante movimiento así que tomaremos el torque a un ojo elevado 45º con respecto a su punto inicial de reposo

Ahora con este planteamiento tenemos que hallar el nuevo brazo en el que se ejerse la fuerza Ø = sen 135º Ø = 0.7071 entonces con este ángulo calcularemos el nuevo torque que se ejerce sobre el globo ocular para que pueda elevarse 45º T = F.r.sen Ø T = (0,136N)(0.012m) sen 135º T = 0,001632 (0,7071) T = 1,15x10-3  Resultados...